Способ очистки магниторазрядных насосов систем индикации водорода Советский патент 1991 года по МПК H01J41/12 

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к магниторазрядным насосам (вакуумметрам), используемым для измерения концентрации (давления) водорода в жидкометаллических теплоносителях.

В настоящее время широкое распространение нашли магниторазрядные (ионные) насосы производительностью до 25 л/с., встроенные в вакуумную систему с диффузионной водопроницаемой мембраной,, находящейся в потоке жидкого I металла. В таких системах величина ионного тока магниторазрядного насоса характеризует содержание водорода в теплоносителе, концентрация которого определяется по градуировочной характеристике.

Известен способ очистки электродов и улучшения качества электроизоляции высоковольтных установок путем тренировки электродов пробоями, которые возникают при приложении повышенного по сравнению с рабочим значением напряжения к электродному блоку, находящемуся в высоком вакууме.

Недостатком данного способа приме

сл нительно к магниторазрядным насосам явсляется неполная очистка поверхности электродов и высоковольтных изоляторов электродного блока, непродолжительное время сохранения восстановленной чувстх4вительности насосов.

Известен способ очистки магниторазрядных насосов систем индикации водороОда, включающий выдержку электродного

о оэ ю блока насоса в вакууме под напряжением.

Существенным недостатком применения магниторазрйдных насосов в качестве

средства измерения вакуума является уменьшение их чувствительности из-за возрастания шумов тока насоса (пульсации, случайные флуктации тока), затрудняющие выделение полезного сигнала системы индикации водорода. Возрастание шумов тока происходит из-за увеличения токов утечек, имеющих нестабильный характер, паизоляции и электродам насоса, вследствие их загрязнения как в процессе подготовки и сборки высоковакуумной системы, так и в процессе длительной эксплуатации. Причйнами возникновения концентраторов электрического поля на поверхности электродов могут быть:

-твердые пылевые частицы, попадающие из окружающей атмосферы при сборке вакуумной системы и остающиеся после обезгаживающего прогрева;

-окисные пленки, образующиеся на электродах в процессе обезгаживания вакуумных систем;

-неровности поверхностей электродов, образующихся прМ механической обработке и дефектах кристаллической решетки в поверхностном слое, возникающие особенно интенсивно в процессе обезгаживания. На этих дефектах возможен рост нитевидных кристаллических образований, представляющих аномально большие и острые выступы, Концентраторы электрического поля типа нитей могут достигать размеро& несколько десятков и даже сотен микрон.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение качества очистки электродного блока насоса и увеличение времени сохранения эффекта очистки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки магниторазрядных насосов систем индикации водорода, включающий выдержку электродного блока насоса в вакууме под напряжением, одновременно с подачей напряжения, корпус насоса подвергают ударному воздействию.

Выдержку насоса под повышенным напряжением производят следующим образом. При уменьшении первоначальной чувствительности магниторазрядного насоса системы индикации водорода в несколько раз из-за возрастания шумов тока при давлении не хуже 10 мм рт,ст. насос кратковременно выводят из работы. Затем при снятой с насоса магнитной системе к нему подключают источник питания с Новышенным напряжением, превышающим рабочее значение в два-три раза. Включают в сеть источник повышенного напряжения и плавно или ступенчато поднимают напряжение до необходимого знамения и оставляют его измененным в течение (0,5-1,0)ч. Одновременно с подъемом напряжения производят ударные воздействия по корпусу насоса, преимущественно с усилием (0,3-0,8) кГс и частотой (3-10) ударов в мин. При ударном воздействии происходит как механическое разрушение, так и стряхивание концентраторов с поверхности электродов, которые в большинстве случаев оказываются слабо Сцепленными с поверхностями электродов. Будучи заряженными, частицы ускоряются в электрическом поле и при их ударе о противоположный электрод возникают явления, приводящие к локальным пробоям и дополнительной очистке поверхностей за счет бомбардировки ионами. Выдержка при повышенном напряжении при водит тйкже к

тренировке керамических изоляторов, вследствие чего уменьшается доля утечек тока по изоляции.

Повышенное напряжение к насосу прикладывается до тех пор, пока на вторичном

0 приборе, регистрирующем ТОКутечки, шумы тока будут достигать приемлемой величины. Обычно это время не превышает 1 ч. После достижения стабильной величины тока утечки отключают источник повышенного напряжения, устанавливают на насос магнитную систему и подключают его к штатному блоку питания. Магниторазрядный насос подготовлен для ввода в работу и использованию его в качестве средства из0 мерения.

Данный способ проверялся на магниторазрядных насосах индикаторов водорода с диффузионной никелевой мембраной, смонтированных на жидкометаллическом

5 стенде с натриевым теплоноеителем и на промь1шленной установке с реактором на быстрых нейтронах. В качестве магниторазрядных насосов применялись насось НОРД-Юи НМД-0,0063 с рабочим напряжением 4,5 кВ. После возрастания шумов тока насосов, снижающих их чувствительность в (2-5) раз, при давлении 10 мм рт.ст. насосы выводились из работы, с них снимались магнитные системы и подключались источники

5 повышенного напряжения. После выдержки насосов под напряжением (8-10) кВ в течение (0,5-1,0) ч и кратковременного ударного воздействия по корпусу насосов с усилием (0,3-0,8) КГС и частотой (3-10) ударов в мин

0 они вновь подключались к штатным блокам питания.

Проведенные затем градуировки магниторазрядных насосов с помощью газообразного водорода показали, что шумы тока

5 насосов не обнаруживались на шкалах вторичных приборов (0-10) мкА, а чувствительность магниторазрядных насосов восстанавливалась до первоначального значения,

В результате проведенных экспериментов было установлено, что при приложении к насосу напряжения выше 10 кВ насос может быть выведен из строя. При приложе5 НИИ усилия более 0,8 кгс с частотой выше 10 ударов в мин к магниторазрядным насосам производительностью до 25 л/с возникает опасность разрушения керамических изоляторов электродного блока, а при воздействии усилием 0,3 кгс и частотой не выше 3

57866896

ударов в мин эффект очистки оказываетсятысячи часов. Без съема магнитной системы

непродолжительным..при отсутствии ударного воздействия восРазйвая выдержка магниторазрядныхстановленная чувствительность магнитрнасосов под повышенным напряжением с разрядных насосов сохраняется в течение

одновременным приложением ударного 5трех-пяти суток, что подтверждает недоставоздействия продлевает срок их службы вточную очистку электродного блока при прйсистемах индикации водорода в среднем доложении только повышенного напряжения.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ МАГНИТОРАЗРЯДНЫХ НАСОСОВ СИСТЕМ ИНДИКАЦИИ ВОДОРОДА, включающий выдержку электродного блока насоса в вакууме под напряжением, отличающийся тем. что. с целью улучшения качества очистки одновременно с подачей напряжения корпус насоса подвергают ударному воздействию. 2. Способ поп. 1,отличающийся тем, что, насос выдерживают в течение 0,5-1 ч под напряжением 8-10 кВ и воздействуют на корпус насоса ударной нагрузкой с усилием 0,3-0,8 кГс и частотой 3-10 ударов в мин.