Магниторазрядный насос Советский патент 1991 года по МПК H01J41/20 

1

Изобретение относится к области вакуумной техники и может найти применение при откачке больших потоков водорода в электрофизических установках, в технологических процессах обработки ЭВП в среде водорода, а также при откачке вакуумных объемов различного назначения до сверхнизких давлений в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение ресурса магниторазрядного на

coca. Цель достигается за счет сниженйя механических напряжений в мате- 15 ры геттерного материала катода, п6риале катодов при работе насоса.

На фиг. 1 предстайлена конструктивная схема рабочей части насоса; на фиг. 2 - изображена зависимость ресурса t насоса от отношегния диаметра перемычки d к диаметру dp отверстий в аноде.

Устройство состоит из полюсов 1 магнитной системы, герметичного корпуса 2, плоских катодов 3, ячеистого анода 4. Катоды выполнены с кольцевыми перемычками 5. . . Катоды изготовлены из титана и установлены параллельно друг другу. Перёмь чки 5 соосны отверстиям в аноде 4„ Таким образом, против отверстий в аноде расположены-участки катодов, отделенные от остальной их части пег ремычкамн 5. Эти участки совместно

с соответствующими им участками анода 35 в этой нераспыляемой поверхности образуют разрядные ячейки. Перемычки перемычек :выделенные места внедрения

могут быть выполнены в виде цилиндрических стенок, образованных в материале катодов кольцевьЫи проточками, выполненными на поверхностях катода как со стороны, обращенной к аноду (внутренняя поверхность), так и с противоположной стороны (наружная поверхнрсть).

Работает устройство следующим образом.

При подаче на электроды высокого напряжения между анодом 4 и катодом 3 зажигается разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях - разряд Пеннинга. Образовавшиеся положительные ионы бомбардирзтат поверхность геттерных катодов 3, вызывая его распылениеi Откачка активных газов происходит за счет сорбции рас- .пыляемым материалом катодов за счет внедрения ионов в катоды. Инертные газы откачиваются в основном за счет внедрения ионов.

Титан и водород хорошо реагируют друг с другом образуя гидрид тита- На, Наивысшая измеренная концентрация водорода в титане соответствует соединению TiH,,, и рассматривается Не как химическое соединение, а как твердый раствор водорода в титане.

Раствор титан - водород имеет больший объем, чем сам титан, что приводит к возникновению в зонах внедрения водорода внутренних напряжений, вызывающих нарушение структуры геттерного материала катода, п6степецное его разрушение и выход из Строя.

Поверхность катодных пластин, бомбардируемая ионами, является проекций активной зоны разряда в ячейках анода, и, например, при круглых ячейках представляет собой круг, диаметр которого меньше диаметра ячейки на два циклотронных радиуса

электрона, находящегося вблизи стенки ячейки анода.

Таким образом, диаметр распыляемой поверхности геттерного катода или зоны поглощения водорода

равен диаметру активной зоны разряда, вследствие чего на катодных пластинах соосно разрядным ячейкам анода образуются нераспыляемые поверхности. В результате выполнения

водорода свободно расширяются при увеличении их объема, не вызывая разрушения катодов.

Как показали ис1штания, выполнение перемычек на катодных пластинах позволяет увеличить ресурс (фиг. 2) катодов при работе на водороде и повысить надежность работы насоса в

диапазоне повьш1енных давлений при откачке других газов. Формула изобретения 1. Магниторазрядный насос, содержащий магнитную систему, герметичный

корпус и размещенную в нем электродную систему, состоящую из двух параллельных пластин - катодов и располо- женногб меяэду ними анода с круглыми отверстиями, формирующими разрядные

ячейки отличающийся тем что, с целью увеличения ресурса насьса за счет снижения механических Напряжений в материале катодов, катоды выполнены с кольцевыми.

соосными отверстиям в аноде перемычками, обладающими меньшей жесткостью в радиальном направлении, чем кольцевой слой материала катода постоянной толщины с наружным и внутренжш ра- диусами, равными соответственно наружным и внутренним радиусам перемычек, при этом перемычки выполнены в пределах кольцевой области с наружным и внутренним диаметрами, рав- ными соответственно диаметру отверстия в аноде и 0,55 этого диаметра.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что перемычки выполнены в виде цилиндрических стенок, расположенных между napatflt кольцевых, соосных отверстиям в вяо- де проточек разных диаметров, выйой- ненных в материале катода на наружной по отношению к разрядной ячейке и внутренней его поверхностях, при этом проточка большего диаметра вьН полнена на внутренней поверхности катода.

Изобретение может быть использовано при откачке больших потоков водорода в электрофизических установках, в технологических процессах обработки электровакуумных приборов в среде водорода. Магниторазрядный насос (МРИ) содержит полюса 1 магнитной системы, герметичный корпус 2, катоды 3 в виде пластин с кольцевыми перемы1 ками (П) 5, анод 4 с круглыми отверстиями. Катоды 3 изготовлены из титана и установлены параллельно друг другу. П 5 соосны отверстиям в аноде 4. Против отверстий в аноде 4 расположены участки катодов, отделенные от остальной их части П 5, с об-; разованием разрядных ячеек. П 5 могут быть выполнены и в виде цилиндрических стенок, образованных в материале катодов кольцевыми ттроточками, выполненными на поверхности катода как со стороны, обращенной к аноду, i так противоположной стороны. с Изобретение увеличивает ресурс МРН.. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л с СО сл 4 05 С71 J 5 йPтk)№f |:llp l / / / 77 /// / 7 Фиг,1

А

WOO

1200

720 600

0,50,55 PM.t

ор Т.Юрчикова 3130

Составитель В.Ким .Техред М.Ходанич

Тираж 316 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., k- 4/5

Корр Подп

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,А,

Корректор Л. Патай Подписное