Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.YL1968 20.11.1971 61338 KI. 27 d, 5/04 MKP H 01 j, 41/00 CZYTELNIA Twórca wynalazku: Wenamcjusz Czarycki Wlasciciel patentu: Przemysiowy Instytut Elektroniki, Warszawa (Pol¬ ska) Urzadzenie jonowo-sorpcyjne z elektrostatycznym polem logarytmicznym Przedmietern wynalazku jest urzadzenie jonowo- sorpcyjne z elektrostatycznym polem logarytmicz¬ nym, nazywane równiez pompa jonowo-sorpcyjna, przeznaczone do wytwarzania najwyzszych prózni na przyklad w urzadzeniach prózniowych stosowa- nych w przemysle elektronicznym lub w dziedzinie badan jadrowych.Dzialanie pomp jonowo-sorpcyjnych polega na pochlanianiu gazów przez napylany, na scianki wewnatrz obudowy pompy, material pochlaniajacy, nazywany sorbentem, przy czym gazy chemicznie czynne isa pochlaniane w wyniku procesów o chara¬ kterze chemicznym a pochlanianie gazów szlachet¬ nych polega na zjonizowaniiu tych gazów wewnatrz pompy i nadaniu powstalym jonom dostatecznie duzego przyspieszenia w kierunku scianek obudo¬ wy pompy gdzie nastepuje wbicie jonów gazu w material pochlaniajacy.Jonizacje gazów w pompie uzyskuje sie za po¬ moca elektronów dostarczanych przez wyrzutnie elektronowa. Elektrony te wprowadza sie w obszar pola elektrostatycznego o rozkladzie logarytmicz¬ nym, w którym poruszaja sie one po torach zasad¬ niczo krzywoliniowych wskutek czego droga ich znacznie sie wydluza.Wydajnosc jonizacji gazów szlachetnych, a wiec i predkosc pochlaniania w pompie jonowo-sorpcyj- nej mozna zwiekszyc przez zwielokrotnienie ukla¬ dów jonizacyjnych. W znanych rozwiazaniach pomp jonowo-sorpcyjnych ze zwielokrotnionymi uklada- 20 25 30 mi jonizacyjnymi stosuje sie oddzielne wyrzutnie elektronowe w kazdym z ukladów jonizacyjnych.Wada tych rozwiazan jest zlazona konstrukcja pompy i skomplikowana budowa ukladów zasila¬ jacych pompe.W znanych rozwiazaniach pomp jonowo-sorpcyj- nych napylenie materialu pochlaniajacego na wew¬ netrzne powierzchnie scianek obudowy pompy uzyskuje sie wskutek sublimacji tego materialu, który w tym celu umieszcza sie na anodzie lub w oddzielnym sublimatorze umieszczonym wew¬ natrz pompy. W przypadku umieszczenia materialu pochlaniajacego na anodzie rozpyla sie go przez podgrzanie wskutek bombardowania elektronami z wyrzutni elektronowej a w przypadku umiesz¬ czenia w sublimatorze material pochlaniajacy roz¬ pyla sie przez podgrzanie go grzejniLkiiem elektry¬ cznym. Zastosowanie takiego oddzielnie podgrze¬ wanego sublimatora komplikuje ibudowe pompy i wymaga stosowania rozbudowanego ukladu zasi¬ lania pompy.Celem wynalazku jest uzyskanie pompy jonowo- siorpcyjnej o nieskomplikowanej ibudowie, nie wy¬ kazujacej wspomnianych niedogodnosci, zasilanej z ndeskiompilikowanego ukladu zasilajacego.Cel ten osiagnieto przez opracowanie pompy jono¬ wo-sorpcyjnej, która w próznioszczelnej obudowie w ksztalcie cylindra, zamknietego z jednej strony dnem ia z drugiej zaopatrzonego w kolnierz umo¬ zliwiajacy dolaczenie pompy do przestrzeni opróz- 613383 nianej, zawiera jedna wyrzutnie elektronowa usy¬ tuowana wspólosiowo z ©[budowa pompy oraz kilka lub wielokrotna liczbe ukladów jonizacyjnych roz¬ mieszczonych symetrycznie i równolegle wzgledem osi obudowy pompy, przy czym kazdy z tych ukla¬ dów sklada sie z elementu ksztaltujacego pole ele¬ ktryczne i z anody wykonanej zasadniczo w postaci preta umieszczonego w osi tego elementu a ponad¬ to na kazdym z pretów anody jest umocowana za pomoca uchwytów o malym przekroju poprzecz¬ nym, jedna lub wiecej cylindryczna ksztaltka z materialu pochlaniajaicego wykonana w postaci litej lujb na przyklad zwinieta z drutu w ksztalt cylindra w ten sposób, ze srednica wewnetrzna ksztaltki, materialu pochlaniajacego jest wieksza od ¦srednicy preta anody.Wyrzutnia elektronowa pompy wedlug wyna¬ lazku sklada sie z katody w postaci wlókna zarzo¬ nego pradem elektrycznym lub z katody ogrze¬ wanej posrednio, przy iczym katoda jest ustawiona w osi obudowy pompy a dookola katody jest umieszczona przyspieszajaca elektroda wykonana w postaci spiralnej lub pierscieniowej siatki otaczajacej katode a poza tym w pewnej odleg¬ losci od katody w plaszczyznach przechodzacych przez os katody i prety anod, sa umocowane og¬ niskujace elektrody w tej samej ilosci co ilosc anod, wykonane w postaci pretów i rozmieszczo¬ ne wspólsrodkowo i równolegle wzgledem ka¬ tody.Wskutek malej odleglosci pomiedzy ksztaltka z materialu pochlaniajacego i pretem anody pod¬ czas sublimacji material pochlaniajacy moze prze¬ nikac do preta anody, co zwieksza lamliwosc preta anody. W celu zapobiezenia przenikania mater¬ ialu, pomiedzy kazda ksztaltka z materialu po¬ chlaniajacego i kazdym, pretem anody umieszcza sie .oslone wykonana w postaci rurki z wysoko- topliwego materialu o mniejszej preznosci par w temperaturze pracy pompy niz preznosc paT materialu pochlaniajacego. iNa przyklad przy uzyciu tytanu jako mater¬ ialu pochlaniajacego oslona moze byc wykonana z tantalu, w tym przypadku pret .anody moze byc wykonany z wolframu lub molibdenu.W celu ulatwienia wymiany ksztaltki z ma¬ terialu pochlaniajacego, prety anody mozna wy¬ konac z dwóch czesci, z których jedne sa umo¬ cowane w izolatorach umieszczonych w dnie pompy a drugie w izolatorze umieszczonym w gór¬ nej czesci obudowy pompy. Material pochlaniajacy umocowuje isie wówczas na precie anody osa¬ dzonym w izolatorze umieszczonym w dnie pompy.Elementy ksztaltuj ace pole elektryczne w obsza¬ rze anody w pompie wedlug wynalazku, dziela obudowe wewnatrz pompy na jednakowe komo¬ ry jionizacyjne na przyklad o ksztalcie rur cy¬ lindrycznych lub 'rur o przekroju dowolnego wielokata foremnego albo nieforemnego, uzyska¬ nego na przyklad przez przedzielenie wnetrza obudowy przegrodami lezacymi na plaszczyznach przechodzacych przez tworzaca i os obudowy, dzielacymi wnetrze obudowy na jednakowe seg¬ menty, przy czym anoda w kazdym przypadku jest umieszczana w osi cylindra wpisanego w fi¬ gure jaka tworzy przekrój komory.Elementy ksztaltujace pole elektryczne w ob¬ szarze anody moga byc wykonane z siatki albo 5 z pretów ulozonych równolegle na poboczu bryl jakie tworza poszczególne komory.W miejscach polozonych pomiedzy anoda i ka¬ toda, elementy ksztaltujace pole elektryczne w obszarze anody sa wykonane w postaci pasków 10 z blachy, plaskich albo wygietych wzdluz osi podluznej odpowiednio nych komór. Paski te umieszczone równolegle do pretów anod i katody tworza oslony ochraniajace wyrzutnie elektronowa przed zapylaniem ma- 15 terialu sorbentu, a poza tym miedzy brzegami oslon i sasiednimi pretami tworzacymi elementy ksztaltujace pole elektryczne w obszarze anody, zachowane sa odstepy tworzace podluzne szcze¬ liny o dlugosci równej oo najmniej dlugosci ka- 50 tody, umozliwiajace przeplyw strumienia elektro¬ nów z wyrzutni do komór jonizacyjnych.Budowe urzadzenia wedlug wynalazku wyjas¬ niono na przykladzie pompy z czterema ukladami jonizacyjnymi uwidocznionej na zalaczonych ry- 25 sunkach, na których fig. 1 przedstawia schema¬ tycznie uklad elementów pompy jonowo-sorpcyj¬ nej w widoku z boku, fig. 2 te sama pompe w przekroju poprzecznym wykonanym wzdluz linii A—A, fig. 3 fragment pompy z dwuczescio- 30 wa anoda w widoku z boku, a fig. 4 przedsta¬ wia w przekroju poprzecznym pompe z elemen¬ tami formujacymi pole elektryczne w obszarze ianody, wykonanymi w postaci przegród dzielacych obudowe pompy na kilka segmentów. 35 Cylindryczna obudowa 1 pompy jest zamknieta z jednej strony dnem 2 a z drugiej zaopatrzona jest w kolnierz 3 umozliwiajacy dolaczenie jej do przestrzeni opróznianej. W dnie 2 zamoco¬ wane sa próznioszczelne przepusty izolacyjne, na których jest osadzona wyrzutnia elektronowa zlo¬ zona z katody 4, przyspieszajacej elektrody 5 i ogniskujacych elektrod 6, 7, 8 i 9.Anody 10, 11, 12 i 13 sa wykonane w postaci pretów z metalu wysokotopliwego, na przyklad z molibdenu, wolframu lub tantalu i sa rozmiesz¬ czone symetrycznie oraz równolegle wzgledem osi pompy. Na kazdej anodzie jest osadzona jedna, z cylindrycznych ksztaltek 14, 15, 16 i 17, cn wykonana z materialu pochlaniajacego na przy- 50 klad z tytanu.Dokola kazdej anody 10, 11, 12 i 13 znajduje sie element 18^ 19, 20 i 21 ksztaltujacy pole elek¬ tryczne iO ksztalcie rurowym, wykonany z pretów 55 równoleglych do preta anody lub z siatki. Ele¬ menty te przymocowane sa do obudowy 1 w ten sposób, ze odpowiednie 'anody leza w osiach tych elementów. Podobnie umocowane sa przegrody 22, 23, 24 i 25, które w postaci segmentów two¬ rza elementy ksztaltujace pole elektryczne w ob¬ szarze anody.W sciankach elementów 18, 19, 20, 21 oraz 22, 23, 24 i 25 ksztaltujacych pole elektryczne, w miejscach polozonych miedzy anoda i katoda sa 65 umieszczone oslony 26, 27, 28, 29, ochraniajace5 wyrzutnie elektronowa przed zapyleniem mater¬ ialem sorbentu.Dwuczesciowe anody zlozone na przyklad z pre¬ tów 30 i 31 wykonane sa w ten sposób, ze pret 30 jest umocowany w dolnej czesci -obudowy 1 na przyklad osadzony za pomoca izolacyjnych prze¬ pustów w dnie 2 pompy, natomiast górny pret 31 jest umieszczony w górnej czesci obudowy 1 na przyklad na izolowanym 'talerzyku umozliwia¬ jacym doprowadzenie napiecia zasilajacego do tego preta. Prety anody przymocowane sa w ten sposób, ze w normalnym polozeniu prety górne natrafiaja na odpowiadajace im prety dolne, które stanowia ich przedluzenie i w ten sposób tworza anode. PL