ВАКУУМНЫЙ НАСОС С ПОГЛОЩЕНИЕМ ГАЗОВ, АКТИВИЗИРУЮЩИХСЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА Советский патент 1958 года по МПК F04B37/02 

Широко применяющиеся в вакуумной технике паромасляные и пароструйные насосы имеют существенный недостаток - пары рабочей жидкости проникают в откачиваемый объем, отчего оказывается невозможным достижение высокого вакуума даже при использовании специальных охлаждаемых ловушек.

Широкое распространение получили свободные от указанного недостатка сорбционные насосы, принцип действия которых основан на поглощении газа тонкими слоями испаряющегося металла. Однако насосы подобного типа, например с расплавлением титановой проволоки в графитовом электроде, имеют небольшой срок службы и сложную конструктивную схему, что определяет нецелесообразность их применения в качестве лабораторных насосов.

В предлагаемом вакуумном сорбционном насосе испарение сорбента вызывается электрическим разрядом в системе трех холодных электродов, один из которых - возбуждающий - служит для создания предварительного ионизирующего разряда, вызывающего образование основного мощного разряда между сорбирующим газ анодом и катодом.

На чертеже изображена схема предлагаемого насоса.

Здесь: 1 - анод, выполненный из сорбирующего газ металла (титан, цирконий, барий и т.п.), 2 - цилиндрический катод, на внутреннюю поверхность которого осаждается распыляемый вследствие разряда сорбент, 3 - вспомогательный (возбуждающий) электрод, ИТ - импульсный трансформатор, С₃ - конденсатор в цепи питания трансформатора, R - искровой разрядник, R₁ и R₂ - сопротивления в цепи заряда рабочего конденсатора С₀, ВУ - зарядное устройство, питаемое от сети переменного тока.

Величины разрядных промежутков между электродами 1, 2, 3 выбраны таким образом, что при начальных давлениях 10^-2 - 10^-3 мм рт.ст. и полностью заряженном конденсаторе С₀ (до напряжения 5÷5 кв) разряд между анодом и катодом не происходит.

При включении питания конденсатор С₀ заряжается до напряжения, равного пробивному напряжению разрядника R, пробой которого возбуждаются колебания в цепи первичной обмотки трансформатора ИТ. В его вторичной обмотке возникает импульс высокого напряжения (20÷40 кв), вызывающий пробой разрядного промежутка между электродами 2 и 3 и, вследствие этого, образование основного разряда между анодом и катодом, переходящего в низковольтную дугу в парах металла анода и в остаточных газах. Испытание металла анода и ионизация остаточных газов обеспечивают интенсивное поглощение их катодом.

Особенностью предлагаемого насоса является также возможность регулирования скорости откачки изменением частоты следования ионизирующих разрядных импульсов при использовании вместо разрядника R простейшего релаксационного генератора. Расположением анода на упругом элементе обеспечивается автоматическая подача анода к катоду по мере эрозии анода.

1. Вакуумный насос с поглощением газов, активизирующихся под воздействием электрического разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности поглощения газов, применен трехэлектродный разрядный промежуток, вспомогательный электрод которого служит для создания предварительного ионизирующего разряда, вызывающего образование основного мощного разряда между сорбирующим газ анодом и катодом.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования скорости откачки, применена схема питания вспомогательного электрода высоковольтными импульсами, возбуждаемыми релаксационным генератором с регулируемой частотой следования импульсов.

3. Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения длительной работоспособности насоса, анод размещен на упругом элементе, автоматически перемещающем анод, по мере его эрозии, в направлении к катоду.