Магниторазрядный насос Советский патент 1982 года по МПК H01J41/12 

(54) МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ НАСОС

1

Изобретение относится к средствам получения высокого и сверхвысокого безмасляного вакуума и может быть использовано при откачке вакуумных объемов различного назначения.

Известно, что в магниторазрядных насосах при давлении выше 10 мм рт.ст. происходит сильное распыление катода, и в местах пересечения осей ячеек анода с катодами, в последних образуются кратеры. Срок службы магниторазрядного насоса поэтому определяется толщиной катодных пластин, увеличение которой приводит к увеличению массы насоса и повышению его стоимости.

Известно техническое решение в котором, с целью повышения срока службы, предусмотрено смеш,ение ячеистого анода и катода магниторазрядного насоса друг относительно друга, что позволяет смешать места интенсивного распыления в процессе эксплуатации 1.

Однако это перемещение осуществляется вручную и требует разгерметизации системы. Кроме того устройства, позволяющие осуществлять перемещения, довольно сложны в изготовлении и эксплуатации, а в насосах с большим числом электродных блоков осуществить такую систему практически невозможно.

Известно также, что быстрота действия магниторазрядного насоса и его ресурс при заданных значениях электрического напряжения и напряженности магнитного поля зависит от давления, длины анодной ячейки и расстояния между анодом и катодом. Поэтому изменяя расстояние между анодом и 10 катодом можно обеспечить повышение срока службы насоса и увеличение его быстроты действия в широком диапазоне давлений.

Известен магниторазрядный насос, содержащий систему для создания магнитного поля, герметичный корпус и размещенную в нем электродную систему, в виде двух плоских катодов и расположенного между ними ячеистого анода. В этом устройстве разрядный промежуток -изменяет20 ся главным образом за счет выполнения анода различной толщины по длине его, в частности клиновидной формы и ступенчатой конструкции, причем анод установлен таким образом, что по мере приближения к входному отверстию длина анодных ячеек уменьшается 2. Недостатком такого решения является потеря быстроты откачки, обусловленная чрезмерным укорочением ячеек анода и еледовательно сокращением разрядных пучков, определяюших основную характеристику откачки. Цель изобретения - повышение ресурса и увеличение скорости откачки насоса. Указанная цель достигается тем, что в магниторазрядном насосе, содержаш,ем систему для создания магнитного поля, герметичный корпус и размещенную в нем электродную систему в виде двух плоских катодов и расположенного между ними ячеистого анода, анод выполнен из двух равных частей, разделенных в плоскости перпендикулярной магнитному полю, причем каждая часть присоединена через изоляторы к обращенному к ней катоду с помощью биметаллических пластин. Такое решение позволяет частям анода автоматически перемещаться при изменении температуры в насосе относительно катодных пластин как в плоскости параллельной пластинам, так и в плоскости перпендикулярной им. Результатом первого перемещения является смещение мест интенсивного распыления катода и увеличение срока службы, а во втором случае - удлинение разрядных пучков в анодных ячейках и повышение быстроты действия насоса. На чертеже схематически изображена конструкция магниторазрядного насоса. Насос состоит из герметичного корпуса 1, катодных пластин 2, анода 3, биметаллических пластин 4 и изоляторов 5. Магнитная система насоса расположена вне корпуса и механически связана с корпусом (система не показана). Насос работает следующим образом. При достижении предварительного разрежения в насосе, необходимого для его запуска, электродная система подключается к источнику высокого напряжения, в результате возникающего между электродами тлеющего разряда происходит распыление с катода геттера, который откачивает газы, находящиеся в зоне разряда. При работе насоса на повышенных давлениях в разряде выделяется мощность в виде тепла, в результ-ате чего анод 3 разогревается до температуры, которая может достигать 300°С. Температура анода находится в определенной зависимости от давления в насосе. Под влиянием этого нагрева биметаллические пластины 4, с помощью которых аноды крепятся к катодам, деформируются автоматически, перемещая аноды относительно катодов параллельно последним. В результате, места интенсивного распыления на катодах автоматически смещаются, обеспечивая тем самым увеличение срока службы насоса. Деформация биметаллических пластин вызывает перемещение анодоЕ в плоскости, перпендикулярной катодам и изменение расстояния .между анодами и катодами. Это смещение зависит от температуры анода, т.е. от давления в насосе. С повыщением давления и следовательно температуры, расстояние между анодом и катодом увеличивается. По мере снижения давления расстояния между анодом и катодом сокращаются, так как части анода приближаются к обращенным к ним катодам. В результате толщина анода увеличивается, а разрядные пучки в анодных ячейках удлиняются, что приводит к более Щирокому охвату газа разрядом. Кроме того, благодаря образованному между частями анода зазору, газ легко проникает вглубь анода и, достигнув анодных ячеек, вовлекается в разряд, что способствует увеличению скорости откачки насоса. Экономический эффект изобретения достигается за счет увеличения срока службы насоса за счет перемещения анодов по отношению к катодам и, следовательно, смещения мест интенсивного распыления, увеличения скорости откачки насоса за счет изменения расстояния между анодами и катодами и удлинения разрядного столба и значительного упрощения конструкции и эксплуатации насоса, а также исключения затрат связанных с разгерметизацией вакуумной системы при перемещении электродов и созданием сложных механизмов перемещения. Формула изобретения Магниторазрядный насос, содержащий систему для создания магнитного поля, герметичный корпус и размещенную в нем электродную систему в виде двух плоских катодов и расположенного между . ними ячеистого анода, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса и повышения скорости откачки, анод выполнен из двух равных частей, разделенных в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, причем каждая часть присоединена через изоляторы к обращенному к ней катоду с помощью биметаллических пластин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 2346841, кл. 27 d 5/04, 1977. 2.Патент Великобритании .№ 1021064, кл. Н 1 D, 1963 (прототип).