ВЫСОКОВАКУУМНЫЙ ПОСТ ДЛЯ ОТКАЧКИ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 2014 года по МПК H01J9/38 

Изобретение относится к технологическому высоковакуумному оборудованию, применяемому в электронной промышленности для откачки электровакуумных приборов (ЭВП) различного назначения, в частности крупногабаритных клистронов с размером по высоте до 2-х метров и весом более 100 кг, а также приборов других типов.

Откачка традиционной вакуумной системой с турбомолекулярным насосом позволяет откачать ЭВП до вакуума 10^-8 мм рт.ст. [1]. Однако масляный форвакуумный механический насос, несмотря на наличие ловушки, оставляет углеводородные соединения в приборе и следовательно не обеспечивается нормальная работа катода.

Известна конструкция вакуумного поста, предназначенного для технологической обработки электровакуумных приборов [2]. В котором проводится предварительная откачка изделий масляным форвакуумным насосом, снабженным адсорбционной ловушкой. До высокого вакуума прибор откачивается тубомолекулярным насосом. Откачной пост содержит также прогреваемую вакуумную защитную камеру, в которую помещен прибор. Защитная камера откачивается механическим масляным форвакуумным насосом.

Недостатками этого устройства являются:

- наличие двух вакуумных систем откачки, а именно прибора и защитной камеры;

- наличие в вакуумных откачных системах масляных форвакуумных насосов, несмотря на наличие в вакуумной системе ловушки для масла не исключается проникновение масла в прибор и в камеру, что существенно ухудшает качество прибора и вызывает окисление наружной поверхности прибора в камере;

- очень длинный цикл откачки после установки следующего прибора, поскольку вакуумная система не содержит крана на входе в прибор, возникает необходимость в дополнительном обезгаживании вакуумной системы.

Техническим результатом изобретения являются повышение надежности и качества откачки ЭВП, упрощение конструкции поста и повышение его производительности.

Технический результат достигается тем, что высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов содержит защитную камеру и вакуумную систему откачки приборов, включающую турбомолекулярный и безмасляный форвакуумный насосы. Металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна. На основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов. Вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания. Вверху камеры расположен коллектор для подачи азота. В основании установлен кран с ручным управлением потоком азота. Вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран.

Вакуумная система откачки прибора может быть выполнена на безмасляном форвакуумном спирального типа насосе.

Коллектор может быть выполнен в виде кольца, имеющего со стороны основания отверстия.

Защитная камера может охлаждаться проточной водой, заливаемой в полость между ее стенками.

Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов с защитной камерой с газовой средой в виде азота позволяет обезгаживать и откачивать приборы быстрее, чем в вакуумной камере. Непрерывная подача азота в камеру с избыточным давлением позволяет сохранить однородность среды вокруг прибора и исключить возможность попадания в камеру через уплотнительную прокладку атмосферного воздуха.

Металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна, что обеспечивает удобство установки прибора в камеру.

На основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов, что обеспечивает удобное подсоединение прибора к вакуумной системе.

Вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания, что позволяет обеспечить равномерность нагрева прибора по высоте.

Вверху камеры расположен коллектор для подачи азота, что позволяет создать в камере однородную среду вокруг прибора.

В основании установлен кран с ручным управлением потоком азота, который позволяет регулировать величину избыточного давления азота в камере.

Вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран, который не дает возможности попадания атмосферного воздуха в вакуумную систему после скусывания прибора.

Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов поясняется чертежом.

На фиг.1 представлен высоковакуумный пост для откачки электровакуумного прибора, где

защитная камера - 1,

высоковакуумная система - 2,

турбомолекулярный насос - 3

уплотнительная прокладка - 4,

неподвижная часть камеры - 5,

подвижная часть камеры - 6,

юстировочное устройство - 7,

нагреватель - 8,

коллектор - 9,

кран потока азота - 10,

кран прогреваемый - 11,

форвакуумный насос - 12,

прибор - 13.

Пример

Высоковакуумный пост для откачки клистрона 13, высота которого 1,5 м, содержит защитную камеру 1 с внутренним диаметром 0,7 м и высотой 2,2 м. Камера нагревается тремя регулируемыми и независимыми друг от друга нагревателями, установленными по вертикали, до температуры 650°C. Защитная камера 1 разделена уплотнительной прокладкой 4, выполненной из витона марки ИРП-2043, на две половины, одна из которых подвижна 6 (установлена на петлях), а другая неподвижна 5. На основании неподвижной половины 5 установлено юстировочное (по трем координатам) устройство 7, на котором закреплен откачиваемый прибор 13, присоединенный через кран к высоковакуумной системе 2, обеспечивающей в приборе вакуум 1·10^-9 мм рт.ст. Защитная камера 1 охлаждается проточной водой, которая подается в полость между ее стенками. Коллектор 9 выполнен в виде кольца с отверстиями, направленными к основанию камеры 1. В основании камеры расположен кран 10, который регулирует давление азота в камере 1. Сверху на неподвижной половине 5 расположен тельфер со стрелой, который помогает устанавливать тяжелые приборы и обеспечивает удобство в работе. Вакуумная система 2 включает прогреваемый кран 11, с помощью которого подсоединяется к прибору 13, а также безмасляный форвакуумный спирального типа (ISP-500B) насос 12 и турбомолекулярный насос 3 (ТМР-803LM).

Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов работает следующим образом.

Защитная камера 1 охлаждается проточной водой, подаваемой в полость между ее металлическими стенками.

Открывают подвижную часть 6 защитной камеры 1. С помощью тельфера крупногабаритный ЭВП 13 устанавливают на юстировочное устройство 7. С помощью юстировочного устройства 7 совмещают штенгель прибора с краном 11 и подключают вакуумную систему. С помощью течеискателя проверяют вакуумную плотность соединения. Закрывают подвижную половину 6. Открывают кран 11 и проводят откачку прибора 13 до давления 5·10^-2 мм рт.ст. Напускают азот в камеру через коллектор 9, создают избыточное давление в камере 1 с помощью крана 10. Включают нагреватели 8 и нагревают камеру до температуры 650°C. Далее ведут обработку прибора и его откачку в ручном или автоматическом режимах в соответствии с технологической картой обработки прибора. По ходу откачки производят технологическую обработку ЭВП 13, которая для разных приборов неоднозначна. В процессе откачки ЭВП 13 решаются две задачи: удаление газов из полости самого прибора и толщи конструкционных материалов с тем, чтобы создать в приборе определенную степень вакуума, достаточную для нормальной работы прибора в процессе срока службы; вторая задача состоит в формировании определенного значения эмиссионных параметров катода. Завершается процесс обработки прибора 13 скусыванием его штенгеля. Перед скусыванием кран 11 закрывается и подвижная половина 6 камеры 1 открывается.

С помощью предлагаемого поста была произведена откачка различных типов ЭВП, в частности клистронов высотой более 1,5 м. Получены приборы с заданными параметрами и высокой степенью надежности. Предполагается применение агрегата при обработке совершенно новых ЭВП, используемых в системе «Глонас».

Источники информации

1. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. Учебник для вузов. М.: «Высшая школа», 1982 г., с.163, рис. 7,4.

2. Королев Б.И. и др. Основы вакуумной техники. Учебник для учащихся техникумов. М.: «Энергия», 1975 г., с.264, табл.13-2, схема 4.

Изобретение относится к технологическому сверхвысоковакуумному оборудованию, применяемому в электронной промышленности для откачки электровакуумных приборов (ЭВП) различного назначения, в частности крупногабаритных клистронов с размером по высоте до 2-х метров и весом более 100 кг, а также приборов других типов. Техническим результат - повышение надежности и качества откачки ЭВП, упрощение конструкции поста и повышение его производительности. Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов содержит защитную камеру и вакуумную систему откачки приборов, включающую турбомолекулярный и безмаслянный форвакуумный насосы. Металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна. На основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов. Вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания. Вверху камеры расположен коллектор для подачи азота. В основании установлен кран с ручным управлением потоком азота. Вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран. Вакуумная система откачки прибора может быть выполнена на безмасляном форвакуумном спирального типа насосе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов, содержащий защитную камеру и вакуумную систему откачки приборов, включающую турбомолекулярный насос, отличающийся тем, что металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна, на основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов, вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания, вверху камеры расположен коллектор для подачи азота, в основании установлен кран с ручным управлением потоком азота, вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран и содержит безмасляный форвакуумный насос.

2. Высоковакуумный пост по п.1, отличающийся тем, что вакуумная система откачки приборов выполнена на безмасляном форвакуумном насосе спирального типа.

3. Высоковакуумный пост по п.1, отличающийся тем, что коллектор выполнен в виде кольца, имеющего со стороны основания отверстия.

4. Высоковакуумный пост по п.1, отличающийся тем, что защитная камера охлаждается проточной водой, заливаемой в полость между ее стенками.