Вакуумметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик (и>821978 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву в 553507 (53)М. Кл З

G 01 L 21/24 (22) Заявлено 07.06.79 (21) 2775887/18-10 с присоединением заявки Мо—

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.04Л1.Бюллетень N9 14 (53) УДК 531.788 (088.8) Дата опубликования описания 1504.81 (72) Авторы .изобретения

A.Ï. Елисеев, П.Е. Молотов и В.Г. Бе

Куйбышевский ордена Трудового Красно авиационный институт им. акад. С.П. ! (71) Заявитель (54 ) ВАКУУММЕТР

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к технике измерения .давлений в вакуумных системах..

По основному авт. св. 9 553597 известен вакуумметр,содержащий сферический проводящий ротор, заключенный в корпус из диэлектрического материала, токопроводящие электроды бесконтактного подвеса, нанесе.нные на внутреннюю сферическую поверхность корпуса и снабженные герметичными токоподводами, подключенными к источнику постоянного напряжения, а. также индуктор электромагнитной раскрутки ротора и устройство. измерения скорости вращения ротора (1).

Однако данный вакуумметр имеет. недостаточно высокую надежность, так как при внезапной временной потере несущей способности электростатического подвеса, например, при аварий" ном отключении питающего напряжения или при увеличении давления в вакуумной системе выше 10 4мм рт. ст., приводящем к возникновению газового разряда между ротором и электродами, вакуумметр может выйти из строя вследствие механических повреждений. обработанных с высокой степенью точности и чистоты рабочих поверхностей ротора и электродов.

Причина повреждения поверхностей ротора и электродов подвеса заключается в следующем. Быстровращающийся

„ротор вакуумметра подобно гидроскопу сохраняет неизменным положение своей оси вращения в пространстве. Поэтому вследствие суточного вращения Земли о ось вращения ротора занимает произвольное положение относительно местной вертикали и корпуса вакуумметра.

"Если ось вращения ротора совпадает с направлением местной вертикали в

15 момент внезапной временной потери несущей способности подвеса, то механическое контактирование ротора с корпусом происходит в зоне нижнего полюса вращения ротора и в дальнейшем .

20 ротор будет, подобно волчку, устой.чиво вращаться с уменьшающейся из-за момента трения верчения угловой скоростью. Возможное касание ротором боковых металлических электродов из-за прецессионного движения будет происходить только при малых угловых скоростях вращения и, следовательно, не представляет опасности.. Если ось вращения ротора в момент внезапной временной потери несущей способности

821978

4 подвеса не совпадает с направлением местной вертикали,. то сила трения скольженця возникающая.в зоне механического контакта ротора с корпусом, приводит к вкатыванию быстровращающегося ротора на боковую поверхность корпуса с нанесенными на нее металлическими электродами, причем высота вкатывания будет тем больше, чем больше кинетическая энергия вращения ротора и величина коэффициента трения скольжения. Происходит механическое контактирование металлического ротора с металлическими. электродами подвеса при высоких скоростях скольжения. Трение металлов при высоких скоростях скольжения н вакууме сопровождается их интенсивным схватыванием, значительными повреждениями поверхности и существенным возрастанием коэффициента трения до величин 1,01,5 и выше. Повреждение обработанных с высокой степенью точности и чистоты рабочих поверхностей металлических электродов и ротора приводит к ухудшению характеристик вакуумной электроиэоляции между этими поверхностями, выражающемся в увеличении токов и появления пробоев, что нарушает нормальную работу вакуумметра. Кроме того, при указанных высоких значениях коэффициента трения возможен даже выход ротора вакуумметра на режим полного обкатывания по.внутренней поверхности корпуса и электродам, сопровождающийся значительными центробежными нагруз- О, ками, которые будут пропорциональны массе ротора, величине зазора между ротором и электродами, а также квадрату угловой скорости обкатывания. Отклонение формы внутренней поверхности корпуса от сферической в данном накуумметре результате нанесения на ее металлических электродов приводит к возникновению при обкатына;,ии динамических ударных нагрузок, что может понлечь за собой полное разрушение вакуумметра.

Цель изобретения — увеличение надежности накуумметра, например, при аварийном отключении питания, или внезапном увеличении давления в ва-4 куумном объеме выше 10 мм рт. ст. во время работы вакуумметра.

Указанная цель достигается тем, что вакууметр снабжен закрепленной на корпусе и ныполненной в ниде сферического сегмента с отверстиями опорой, образующей с корпусом сферическую полость, а на ротор корпуса и опоры нанесен слой износостойко.го диэлектрика, причем поверхность этого слоя на корпусе и опоре покрыта твердосмазочным материалом.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Вакуумметр содержит сферический проводящий ротор 1, заключенный в дибО Применение тнердосмазочного покры-. тия 11 снижает величину коэффициента трения скольжения, предотвращает износ ротора 1 и связанное с этим нарушение его балансировки, уменьшает температуру в зоне трения, устраняя электрическом корпусе 2 с металлическим фланцем 3, токопроводящие электроды 4 и 5 с герметичными токоподводами б, индуктор 7 электромагнитной раскрутки ротора 1, опору 8 в виде сферического сегмента с отверстиями 9. На ротор 1, электроды 4 и

5 подвеса, сферическую опору 8 и корпус 2 нанесен слой износостойкого диэлектрика 10, например оксидной керамики, причем поверхность слоя 10 на корпусе 2, электродах 4 и 5 и опоре 8, обращенная к ротору 1, выполнена в Виде сферы и покрыта твердосмазочным материалом 11, например дисульфидом молибдена.

15 При работе вакууметра сферический проводящий ротор 1 подвешивается силами электростатического поля, наведенного подачей управляемого высокого потенциала через токонодноды 6 на проводящие электроды 4 и 5. Силовой электрод 4 компенсирует вес ротора 1, а боковые электроды 5 обеспечивают боковую устойчивость ротора 1. Раскрутка ротора 1 осуществляется вращающимся электромагнитным полем индуктора -7. По уменьшению скорости свободного вращения ротора 1 при его трении о газ определяется давление в вакуумной системе, сообщающейся через отверстия 9 в опоре 8 с полостью вакуумметра. При временной потере несущей способности электростатического подвеса, например, при аварийном отключении питания вакуумметра или при внезапном увеличении давления в ваЗ5. куумной системе выше 10 мм рт. ст., вращающийся с высокой угловой скоpocTbl0 ротор 1 износостойким диэлектрическим слоем 10 контактирует со сферической поверхностью покрытия 11

40 по слою износостойкого диэлектрика

10, нанесенным на корпус 2, электроды 4 и 5 и опору .8. Благодаря слою износостойкогб диэлектрического материала 10 предотвращается повреждение

45 рабочих металлических поверхностей ротора 1 и электродов подвеса 4 и 5 путем исключения их непосредственного . механического контактирования. Так как слой износостойкого диэлектрика

50 10 с твердосмаэочн покрытием 11. нанесенные на корпус 2, электроды 4 и 5 и опору 8, своей поверхностью, обращенной к ротору 1, образуют сферу одного корпуса радиуса без выступающих частей, то скольжение и обкатывание ротором 1 этой поверхности происходит беэ возникновения ударных нагрузок, что исключает разрушение вакуумметра.

821978

Составитель О. Полев

Техред М.Коштура Корректор Л. Иван

Редактор М. Хома

- ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ПроЕктная, 4

Ф тем самым тепловую деформацию ротора 1 вакуумметра.

Таким образом, эксплуатационная надежность вакуумметра повьааается.

Формула изобретения

Вакуумметр по авт. св. 9 553507, 5 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен закрепленной на корпусе и вы- полненной в виде сферического сегмен

Q та с отверстиями опорой, образующей с корпусом сферическую полость, а на ротор и внутреннюю поверхностЬ корпуса и опоры нанесен слой износостойкого диэлектрика, причем поверхность этого слоя на корпусе и опоре покрыта твердосмазочным материалом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Авторское свидетельство СССР

{Ф 553507, кл. G 01 L 21/24, 1975.