Трубчатый фильтр для ввода газа

 

,SU„„847558

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3@8 В 01 53/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТБУ (2 1) 2814565/23-26 (2 2) 04.07.79 (46) 07.10.82. Бюл. М 37. (72) Г. П. Глазунов и,В. Б, Юферов (53) 532.71 1,66.067 (088.8) (56) 1. Патент Англии N 1386932, кл. В 01 Д 53/22, опублик. 1975.

2, Rev. Sci. instr., 1940, V. 11, р. 164, (54) (57) .ТРУБЧАТЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ

ВВОДА ГАЗА, содержащий корпус, заполненный сжатым газом, размещенную внутринега трубчатую металлическую диффузионную мембрану и нагреватель, о т л и ч а ю шийся тем, что,. с келью ущгчшении работы фильтра эа счет уменьшении пото

«а газа из фильтра после его отключении, он снабжен гильзой из гавонепроницаемо го материала размещенной снаружи мемб раны, системой откачки газа, трубопроводами, соединяющими полость гилыи с полостью корпуса и с системой откачки газа, и установленным на трубопроводак вентилими.

1 84755 йэобретеиие относится к вакуумной технике, а именно к устройствам для очистки и напуска водорода в вакуумные системы, и может применятся в различных областях науки и техники, например, в ,ускорителях протонов, плазменнь1х установках и т. д.

Известны металлические фильтры трубчатого типа для напуска водорода в вакуумные системы, содержащие сосуд, запол О няемый водородом при повышенном давле нии, тонкую мембрану из палладия, причем одна сторона мембраны обращена в вакуумную систему, а другая в сосуд с водородом. Мембрана нагревается при 35 помощи электрического нагревателя либо непосредственным пропусканием через нее тока. Фильтр является автономным в том смысле, что запас водорода в сосуде достаточен для длительной работы 20 . фильтра (1 .

Напуск водорода в вакуумную систему производится нагревом мембраны до вы сокой температуры z Поскольку всдопрони» цаемость через мембрану зависит от тем 25 пературы мембраны, то количество напускаемого газа легко регулируется измене . нием температуры, Однако при малой толщине мембран последние могут пропускать существенные коли-yg чества водорода при комнатных темпера турах. Такие неконтролируемые потоки водорода через налладиевую мембрану являются крайне нежелательными нри работе сверхвысоковакуумных установок.

Известен также трубчатый фильтр для ввода газа, содержащий корпус, заполненный сжатым. газом, размещенную внутри него трубчатую металлическую диффузионную мембрану и нагреватель P2) .

Недостатком такого фильтра является .то, что после его- выключения мембрана продолжает пропускать существенные -дпя работы сверхвысоковакуумных установок; количества газа. Действительно, если условия работы диффузионной мембраны таковы, что газопроницаемость обусловлена диффузией газа в металле, то количество газа, проникающего в единицу времени через. единицу площади мембраны, пропорционально давлению газа. При отключении фильтра дпя прекращения проникновения газа необходимо резко снизить давление в корпусе, что требует высокопроизводительной системы откачки, а также создает неудобства в работе фильтра.

Белью изобретения является улучшение работы фильтра эа счет уменьшения пото8 2 ка газа из фильтра после его отключения, Эта цель достигается тем, что фильтр содержащий корпус, трубчатую мембрану и нагреватель, снабжен гильзой из газо непроницаемого материала, размещенной снаружи мембраны, системой откачки газа, трубопроводами, соединяющими полость гильзы с полостью корпуса и с системой откачки rasa и установленными на трубопроводах вентилями.

Гильза, изолирующая мембрану от основного (рабочего) объема корпуса, позволяет через вентиль и трубопровод быстро откачать пространство над мембраной, обеспечив низкое давление газа.

Как показали опыты, это на много порядков уменьшает величину натекания газа в вакуумную систему.

На чертеже схематически изображен предлагаемый фильтр.

Предлагаемый фильтр трубчатого типа содержит корпус 1, заполненный водородом прн давлении 1,5 ат. В корпусе расположена мембрана 2, изготовленная из палладиевой трубки .3 диаметром 0,1 мм длиной 100 мм. Трубка герметично (на твердь|й припой) запаяна с одной стороны, а с другой стороны герметично припаяна к патрубку 3 с фланием 4, служащим дпя подсоединения фильтра к вакуумной системе, Папладиевая мембрана ломе щена в герметичную гильзу 5, изготовлен» ную из водороаонепронинаем ого материала

4 (меди), пространство внутри которой соединено при помоши трубопровода 6 и вентиля 7 с форвакуумным насосом (не показан), а при помощи трубопровода 8 и вентиля 9 с пространством внутри корпуса 1, Снаружи гильзы 5 раположен алектрическкий нагреватель 10, подключенный к источнику питания 11 через выключатель 12.

Вентиль 13 служит для заправки фильтра.

Диаметр гильзы должен быть значительно меньше диаметра корпуса для того, чтобы объем пространства между мембраной и гильзой был малым, незначительным по сравнению с внутренним объемом корпуса с газом.

Фильтр работает следующим образом.

Для осуществления напуска водорода в вакуумную систему вентиль 7 должен быть закрыт, а вентиль 9, открыт. Затем включают питание нагревателя 10 и нагревают мембрану до 200-300 С (в зависимости от требуемого количества во» дорода). Для прекращения напуска водорода s вакуумную систему закрывают

3 8475 вентиль 9, открывают вентиль 7, при по мощи форвакуумного насоса откачивают пространство между мембраной н гиньвой до давлении 10 - 1СГ мм рс. ст. Затем

Ь мюключают питание нагревателя. Натекание вопорода в вакуумную систему сос гаапяет « 10 — —, что нв нес-9 ЪРР-

58 копько порядков меньше, чем в известном фи„ьтре „,, О-З ТОРР. ) С Таким образом применение пренлагае мой конструкции фильтра трубчатого типа повволнет существенно сократить поток газа ив фижтра в камеру после откпюче иии фильтра.