Магниторазрядный вакуумный насос Советский патент 1979 года по МПК H01J41/12 

(54) МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС

Изобретение относится к вакуумнсй технике и может применяться в линейны ускорителях . и термоядерных установках для откачки чистого водорода, при отка ке больших электронных трубок и для достижения и поддержания высокого вакуума в металлических камерах, где водород составляет основную долю газовой нагрузки. Известен магниторазрядный вакуумны насос с катодными пластинами и анодом ячейной конструкции l. Однако быстрота действия такого насоса в диапазоне давлений 10 -1О мм рт. ст., невысока, так как в разряде на указанный диапазон приходится наибол шая мощность, которая выделяется в виде тепла и разогревает электроды насоса. Температура анода достигает ЗОО С в результате чего газ, сорбируемый анод ными поверхностями, внсжь выделяется в объем насоса, ухудшает вакуум и снижает быстроту откачки, причем водсфод почти не откачивается на аноде, а откачивается на катоде с последукмдей нежелательной десорбцией в нассх:. Известен также магкиторазрядный вакуумный насос, содержащий катодные пластины и полый анод| 2|. В данном насосе для расширения сферы действия распыляемого с катода геттера и повышения быстроты откачки на внутренней поверхности анода в радиальном направлении размешены ребра. Это техническое решение при более глубоком вакууме ( мм рт. ст.), чем рассматриваемая область давлений, позволяет несколько повысить быстроту откачки активных газов за счет увеличения поверхности анода. Однако при высоких - t давлениях порядка 1О -Ю мм рт. ст. услсжии откачки газов и быстрота действия насоса остаются неизменными, поскольку ребра выиолнень: из материала ансща и подвергаются тепловому воздействию, а следовател1оно, охвачены десорбцией газов в такой же мере, как и ос- новвой анод. Несмотря на увеличенную 36 анодную поверхнсють за счет оребрения, дополнительного связывания водорода на аноде такого насоса не происходит вследствие слабого катодного распыления гет терного материала, необходимого для покрытия этой поверхности и откачки газа образовавшейся пленкой геттера. Целью изобретения является улучшение условий откачки водорода и друпях газов и повышение быстроты действия на coca в диапазоне давлений мм рт. ст. , Это достигается тем, что на внутренней поверхности анода размещена сетка, выполненная из материала катода и соединенная электрически с анодом. На фиг. 1 представлена элементарная разрядная, ячейка предлагаемого . насоса; . 2 показан анод в поперечном сечении. Насос содержит титановые катодные пластины 1 и анод 2 прямоугольного или круглого сечения. На внутренней поверхности 3 анода размешена сетка 4, выпол ненная из материала катода. Сетка и ано находятся под одинаковым электрическим потенциалом. В насосе тлеющий разряд возбуждаетс а электродном промежутке, ограниченном катодами 1 и анодом 2 при подаче на анод высокого положительного напряжения и приложении в направлении оси анода магнитного поля. В разряде образуют ся положительные ионы, которые бомбардируют катоды 1 и внедряются в них, и электроны, уходящие после ионизирующих столкновений с частицами газа на анод 2. При повьииенных давлениях в интервале 1О -1О мм рт. ст, число электронов а разряде велико, и от ударов их об анодную титановую сетку 4 последняя может разогреваться до температуры ЗОО С. С ростом температуры сеткой сорбируется соответствующее калнчестао водорода. При максимальной температуре скорость поглощения водорода оптималь на. Выделяющийся с катодов 1 при ионной бомбардировке водород также откачивается на аноде 2 аналогичным путем. Поскольку ударяющиеся об анод электроны независимо от величины их энергии 3 не вызывают распыления материала сет ки 4, десорбции водорода с анода 2 в процессе откачки не происходит. Другие активные газы поглощаются путем взаимодействия молекул газа с осаждающейся на аноде пленкой геттера, распыляемого с катодов, и образованием твердых химических соединений. Благодаря тому, что титан имеет низкую теплопроводность, поверхность 3 основного анода меньше нагревается. Анодная сетка 4, кроме того, совместно с основным анодом составляют более развитую поверхность сорбции. Это позволяет усилить откачку активных газов, а в результате образующихся на аноде 2 пор - улучшить улавливание частиц инертных газов. Таким образом, при повышенном тепловом режиме работы магниторазрядного насоса сетка из материала катода, раэмещенная на аноде, улучшает условия откачки газов и повьишает быстроту дейсгвия по водороду за счет усиленной сорбции этого гааа на аноде и дополнительного поглощения водорода, выделяющегося с катодов при ионной бомбардировке, по другим газам - за счет снижения теплового нагрева основного анода и увеличения пористости поверхности сорбции анодной структуры. Формула изобретения Магниторазрядный вакуумный насос, содержащий катодные пластины и полый анод, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий откачки водорода и других газов и повышения быстроты действия насоса в диапазоне давлений 10 -10 мм рт. ст., на внутренней поверхности анода размещена сетка, выполненная из материала катода и соединенная электрически с анодом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Левин Г. А. Основы вакуумной техники. М., Энергия, 1969, с. 171. 2. Франции № 15О6644, кл. Г 04 f , опублик. 1966.