Сорбционный насос Советский патент 1992 года по МПК F04B37/02 H01J41/00 

Изобретение относится к средствам получения высокого и сверхвысокого вакуума и касается, в частности конструирования сорбционных насосов с электролуговыми испарителями геттера, и может быть использовано в электровакуумном производстве, в экспериментальных термоядерных установках с постоянным и импульсным газоотделением, при откачке ионных источников, инжекторов нейтральных атомов и в других областях, где для обеспечения рабочего процесса необходим безмасляный вакуум.

Известны сорбционные насосы, содержащие электродуговые испарители геттера, имеющие форму диска или цилиндра, и вакуумную камеру, на внутреннюю поверхность которой напыляется сорбирующая пленка. Такие насосы обладают высокой скоростью напыления геттера и позволяют получить высокую скорость откачки, если достаточно велика площадь сорбирующей поверхности.

Однако увеличение сорбирующей поверхности в данных конструкциях достигается лишь за счет увеличения габаритов насосов.

Йедостатком известных насосов является также значительный выброй газа во время дугового разряда, поступающего главным образом со стенок камеры и создающего из-за малого коэффициента прилипания и большой скорости перетекания броски давления в вакуумной системе при импульсном напылении и являющегося причиной низкого предельного вакуума при непрерывном напылении.

Известен сорбционный насос, содержащий сорбционную поверхность, внутри которой расположен испаритель.

Недостатком известной конструкции является малая сорбирующая поверхно сть, что уменьшает скорость откачки газов. При увеличении сорбирующей поверхности данного насоса растут его габариты.

Цель изобретения - увеличение скорости откачки газов при тех же габаритах насоса путем увеличения сорбирующей поверхности, кроме того, улучшение предельного еакуума и уменьшение газовых выбросов.

Указанная цель достигается тем, что в сорбционном насосе сорбирующая поверхность снабжена продольными и поперечными ребрами, образующими ячеистую поверхность, а испаритель выполнен в виде двух и более стержней, оси которых разнесены на расстояние, превышающее размеры ячейки. Во время дугового разряда катодные пятна перемещаются вдоль стержней, благодаря чему напыляются с обеих сторон поперечные ребра. Потоки паров геттера от разных стержней запыляют с обеих сторон продольные ребра

На фиг.1 изображен предложенный цилиндрический насос, общий вид, разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З -тоже, вариант прямоугольного поперечного сечения.

0 Насос (фиг.1) содержит корпус-анод 1, внутренняя цилиндрическая поверхность которого и днища имеют продольные ребра 2.

Поперечные ребра 3 расположены на чз5 сти корпуса лишь по длине испарителя. Испаритель-катод состоит из четырех стержней 4, установленных на одном токоподводе 5 Молибденовые пластинь 6 ограничивают обращенную к сорбирующей стенке рабочую зону

0 испарителя. Напряжение поджига дуги подводится через проводники 7. Поджигающее устройство 8 находится на конце стержней 4. Вблизи токоподвода на каждом стержне имеется молибденовый дугогаситель 9. Поджиг и

5 питание дугового разряда осуществляются соответственно от источника 10 поджигающих импульсов и от источника 11 питания дуги.

Сорбцйонный насос работает следую0 щим образом.

Дуговой разряд возбуждается с помощью поджигающего импульса на одном из стержней. Катодные пятна перемещаются вдоль стержня и запыляют с обеих сторон

5 поперечные ребра 3 и одну из сторон продольных ребер 2. Достигнув дугогасителя, катодные пятна гаснут. После этого поджиг подается на соседний стержень. Процесс повторяется При этом запыляется другая

0 сторона продольных ребер 2, Таким образом, в испарении поочередно участвуют все стержни и геттер напыляется на все участки сорбирующей поверхности насоса.

При варианте прямоугольного попереч5 ного сечения насоса (фиг.З), устройство и работа насоса аналогичны описанному В этом варианте не нужны молибденовые пластины 6 (фиг.2), что несколько упрощает конструкцию.

0 Предложенная конструкция сорбцион- ного насоса позволяет увеличить скорость откачки за счет увеличения сорбирующей поверхности, имеющей ячеистую структуру. Так, например, при высоте ребра, равной

5 расстоянию между ребрами, сорбирующая поверхность увеличивается в пять раз Кроме того, ячеистая поверхность снижает скорость вытекания газа из насоса в вакуумную систему. Помимо этого, ребра, приваренные к корпусу и на днище, усиливают прочность

корпуса и позволяют уменьшить вес и расход металла при изготовлении насоса.

Высокой эффективностью предлагаемый насос обладает при откачке направленных газовых потоков.

Формула изобретения Сорбционный насос, содержащий корпус-анод и размещенный в нем электродуговой геттерный испаритель-катод, о т л и ч а-1 ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения откашшх характеристик, внутренняя поверхность корпуса-анода снабжена продольными и поперечными ребрами, образующими ячейки, а испаритель-катод выполнен в виде по меньшей мере двух параллельных стержней, меж- оеевое расстояние которых превышает размеры ячеек корпуса-анода.

Сущность изобретения: сорбционный насос содержит корпус-анод (КА) 1, электродуговой геттерный испаритель-катод (ПК) 4 (в виде параллельных стержней) и токоподвод 5. на который подается напряжение дугового разряда от источника питания 11. На конце стержней ПК 4 находятся поджигающие устройства 8, на которые подаются поджигающие импульсы от источника 10. Вблизи токоподвода на каждом стержне имеются ду- гогасители 9. КА 1 снабжен продольными и поперечными ребрами, образующими ячеистую структуру, а ИК 4 выполнен в виде стержней, межосевое расстояние которых . превышает размеры ячеек. 3 ил. у fe VI 4 Ч Z (О

Фиг2

Фиг.З