Магниторазрядный насос Советский патент 1982 года по МПК H01J41/00 

(54) МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ НАСОС

:1 Изофетеняе относится к конструкций ьысоковакуумных новно-сорбиионньсс магниторафяпньос насосов и мбжет быть испооьзовано в вакуумной технике. В магнитораарядаьос.насосах поглоценне геттерами химически активных газов сочетается ионным способом откачки инертных газов и углевопородов. Достигаемое предельное давление в обезгаженньк объемах и без натекания газа ниже lO Па. Сорбциовная откачка обеспечивается за счет осаждения на стенксос анода или спеашальных коллекторов материала катода, распыл того идущим на него потоком ионов остаточных газов. Источником ио ниаирутсшшх остаточный газ чеютиц служит разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях. Наряду с простотой конструкшш глав- ными достоинствами магниторазрядных насосов 5{Вляются их большая экономичность и независимость скорости откачки от рабочего давления. Это обусловлено автоматической стабилизацией катодного распыления аа счет пропорциональности тока разряда давлению газа в разрядной камере. Основным недостатком магниторазря : ных насосов является большая удельная масса - О,3-О,5 кг/л против, например, О,04-О,09 кг/л/с у испарительных ионно-сорбционных насосод. Известен магннторазрядный насос,содержащий ячеистый анод, размшценвый в магнитном поле между плоскими катодами. Каждая ячейка насоса работает не зависимо от других, так что скорость огкачки пропорциональна ойцей площади электродов. Достоинства известного насоса заключаются в его технологичное ти ивозможности повышения тфоизводнтельностя за счет простого увеличения числа ячеек . Недостатком такого насоса является закрытость его конструкции, т.е. малая проводимость каналов, соединяюпщх отдельные {{чейкя с вакуумным объемом,Это качество извесгного насоса вецег к иеполиому использованию возможностей ячеек, г.е. к снижению скорости откачки. Другим нецостатком известной кон.струкшга является большая удельная масса насоса. Указанные нецостат ки неизбежны в насосах с ячеистым анодом и могут быть устранены лишь при переходе к другой геометрии эл ектродов. Известен также магниторазрядный насос, содержащий полый цилиндрический анод, служащий одновременно Корпусом насоса, расположенный кте1ксиально с ним катод в виде полого цилиндра из геттерного материала, один из торцов которого герметично закрыт, а другой герметично соединен с анодами через кольцеобразный изолятор, и внешнюю магнитную систему, расположенную в полости катода в виде набора дисковых постоянных магнитов, обращенных одноименными полюсами друг к другу и разделенных шайбами из магнитомягкого материала. Разряд в насосе поддерживается в полости между катодом и анодов в кольцевых областях центральных плоскостей магнитов. В этих областях соблюда ется взаимнай перпендикулярность электрического и магнитного полей. Кольцевые области, расположенные в центральных плоскостях шайб, не участвуют в разряде и не подвергаются распылению. Своей торцовой частью полость между анодом и катодом, где существует разряд и происходит откачка газа, открыта к откачиваемому объему, так что вакуумная проводимость от этого объема к области откачки в отличие от насосов с ячеистым анодом очень велика. Удельная масса снижена по сравнению с описанным выше известными холловскими насосами в несколько раз и Приближается к испарительным ионно-сорб ционным насосам. Магнитная система с магнитами в виде дисков размещена в OTV .крытой к атмосфере внутренней полости катода и может уделяться при прогреве ве 21. Однако такой насос обладает скоростью откачки, связанной с тем, что лишь часть поверзшости катода подвергается распыленшо в процессе работы. Устранить этот недостаток можно, в частности, за счет увеличения рабочей части катодной поверх Цель изобретения - повышение скороети откачки. Поставленная цель достигается тем, что в магнитора ядном насосе, с-одержаем полый цилиндрический анод, сл ткашлй одновременно корпусом насоса, располоенный коаксиально с ним катод в виде полого цилиндра из геттерного материала, одан из торцов которого герметично закрыт, а другой герметично соединен с анодом через кольцеобразный изолятор, и внешнюю магнитную систему, расположенную в полости катода в виое набора постоянных магнитов офащенных одноименными полюсами друг к другу и разделенных шайбами из магнитомягкого материала, катод выполнен в виде даух герметачно соединенных по торцам со стороны вакуумного объема коаксиальных цилиндров, в полости меньшего из которых, на оси насоса, расположи металлический стержень, электрически соединенный с анодом, а в полости межру катодаыми цилиндрами размещена магнитная система. На чертеже показан предлагаемый насос. Насос содержит полый цилиндрический анод 1, одновременно cJ yжaщий корпусом насоса и имеющий фланец 2 для присоединения к откачиваемому объему. В аноде 1 размещен полый катод 3, к которому изнутри примыкает магнитная система, выполненная в виде набора кольцевых постоянных магнитов 4, обращенных друг к другу одноименными полюсами и разделенных шайбами 5 из магнитомягкого материала (например, Армко). Внутри магнитов с шайбами установлены примыкающий к ним цилиндр 6 и проходящий по оси стержень 7. Цилиндр 6 соединен с катодом 3 торцовым кольцом 8, а стержень 7 - с анодом 1 диском 9. Все перечисленные элементы предлагаемого насоса осесимметричны и укреплены соосно между собой. Насос работает следующим образом. При подаче между анодом 1 и катодом 3 высокого напряжения в несколько киловольт между ними возникает электрический разряд, ток которого служит одновременно мерой давления. При низких давлениях разряд локали ется в кольцевых слоях, прилегающих к аноду I в дентрапьньос плоскостях магнитов 4. Электроны, осциллирующие вдоль силовьос линий магнитного поля (показаны . Линиями) и дрейфующие вокруг оси, движутся к аноду I лишь в результате редких ншизирукяцих столкнсйений с молекулами газа. Образовавшиеся положительные ишы ускоряются к. катоду 3, вызь вая распыление геттерного материала (титана). Часть ионов, имея большие скорости.