Электростатический ионно-сублимационный насос

Принцип действия и конструкция электростатического (с радиальным электростатическим полем) ионно-сублимационного насоса ясны из рис. 6

Насос состоит из коллектора в виде трубы С, стержневого титанового анода с положительным потенциалом порядка нескольких тысяч вольт и вольфрамового катода К с потенциалом, близким к потенциалу цилиндрического коллектора. Вольфрамовый катод установлен и заэкранирован таким образом и имеет такой потенциал, что испускаемые им электроны попадают на титановый анод не кратчайшим путем, а по спиральным траекториям между стержнем анода и цилиндром, вследствие чего путь ионизации значительно удлиняется. Ионизированные частицы с большими скоростями ударяют в слой напыленного титана на цилиндре С, где они химически связываются, или же внедряются в глубь материала и покрываются вновь напыляемыми слоями титана.

Электроны же после прохождения длинного пути, увеличивающего вероятность столкновений с молекулами, бомбардируют титановый анод и нагревают и распыляют титан. Скорость откачки азота насосом с диаметром входа ~ 100 мм и высотой ~500 мм при давлении 10-7 Тор составляет ~400 л*с-1.

Рис. 6. Электростатический ионно-сублимационный насос. (К-катод; А(Т1)-титановая проволока; С-коллектор с напыленным слоем титана; Е' и Е''-экраны).

Насос работает начиная от давления ~ 10-3 Тор. Анодный ток насоса не превышает 40 мА (при напряжении 5 кВ), расход охлаждающей воды составляет - 0,5 л·ин-1.

Схема и конструкция современного электростатического ионно-сублимационного насоса представлена на рис. 7. Этот насос состоит из четырех элементов, между которыми находится подогреваемый титановый сублиматор. Весь этот комплект помещен в охлаждаемом водой корпусе, стенки которого покрыты изнутри осажденным из пара титаном и представляют собой сорбирующую поверхность.

Комплект четырех сублимационных элементов со стороны входа насоса защищен отражателем с тремя поверхностями, экранирующим пространство высокого вакуума от теплового излучения (~1 кВт), а также предохраняющим от напыления титана.

Рис. 7 Четырехсекционный электростатический ионно-сублимационный насос.( А-анодные стержни; Т1-титановый сублиматор; К-катоды; S-сетка; С-корпус.)

Сублимационные элементы состоят из цилиндрических сеток, стержневых анодов А и катодов К (один резервный). Корпус насоса, являющийся коллектором С, заземлен и имеет отрицательный потенциал --370 В относительно сеток; аноды имеют положительный потенциал +4000 В относительно сеток (т. е. +4370 В относительно земли); катоды соединены с сетками. Электроны выходят с катода к аноду со скоростями, близкими к нулю Катоды (небольшой длины) помещены на точно рассчитанном расстоянии от анодов. Сублиматор из бериллиевой керамики ВеО имеет форму цилиндрического стержня, содержащего 6 подогревателей, помещенных в соответствующих полостях, керамический стержень покрыт молибденовой фольгой, на которую нанесен слой титана. Мощность подогревателя составляет 750 Вт (15 А 50 В). Испарение титана происходит непрерывно независимо от ионизационного разряда, поэтому в приборе не наблюдается явления так называемой аргонной нестабильности. При диаметре входа в насос 150 мм скорость откачки N2 составляет ~1700 л·с-1, Аr -около 25 л·с-1.

Одним из достоинств электростатических ионно-сублимационных насосов является малое сопротивление потоку газа от входа к сорбирующим поверхностям в противоположность магнитным электроразрядным насосам, где ввиду необходимости создания узких щелей в магнитном поле - поток газа, проходящего через эти щели, испытывает большое сопротивление течению.

Прочтите также:

Термостабилизированный логарифмический усилитель
В данной работе описан логарифмический усилитель с температурной стабилизацией. В таких приборах наибольший динамический диапазон входных токов может быть достигнут использованием трансд ...

Модернизация телефонной сети Аккольского района Акмолинской области
Принято считать, что развитие телефонной связи в мире началось в 1876 году, который был отмечен получением Александром Грэхемом Беллом патента на изобретение электромагнитного телефона. ...

Фильтр верхних частот Баттерворта
До недавнего времени результаты сопоставления цифровых и аналоговых устройств в радиоаппаратуре и технических средствах электросвязи не могли не вызывать чувства неудовлетворённости. Циф ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru