RU1625256C - Gas neutralizer of ion beam - Google Patents

Gas neutralizer of ion beam

Info

Publication number
RU1625256C
RU1625256C SU4714107A RU1625256C RU 1625256 C RU1625256 C RU 1625256C SU 4714107 A SU4714107 A SU 4714107A RU 1625256 C RU1625256 C RU 1625256C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pump
pumps
central
chamber
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Иванов
Original Assignee
Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им.Н.И.Лобачевского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им.Н.И.Лобачевского filed Critical Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им.Н.И.Лобачевского
Priority to SU4714107 priority Critical patent/RU1625256C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1625256C publication Critical patent/RU1625256C/en

Links

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к созданию газовых мишеней в нейтрализаторах ионного пучка Цепь изобретени  - повышение газовой эффективности за счет уменьшени  утечки нейтрализующего газа вдоль пучка, обеспечение непрерывного режима работы Устройство содержит камеру перезар дки с отверсти ми дл  прохода пучка, узлы подачи и отбора поперечного потока нейтрализующего газа и замкнутый контур его циркул ции через камеру перезар дки, ресивер с натекателем. Новым в устройстве  вл етс  то, что в качестве узлов подачи и отбора используютс  встречно установленные вакуумные молекул рные насосы. Каждый насос имеет по два сферических ротора перпендикул рного вращени  центральный ротор каждого насоса содержит один кольцевой паз. фланцы входных патрубков соединены камерой перезар дки и установлены на сферических корпусах насосов против входных окон внешних роторов, насос отбора снабжен уплотнительной вставкой и установлен всасывающим концом откачного паза центрального ротора по касательной диагонально пересекающей камеру перезар дки, к нагнетательному концу паза центрального ротора насоса подали, при этом оси центральных роторов насосов подачи и отбора параллельны оси отверстий дл  прохода лучка а выходные патрубки насосов подачи и отбора соединены между собой трубопроводом, к которому через натекатель подсоединен ресивер. Это обеспечивает замкнутую циркул цию газа в нейтрализаторе , что резко снижает расход газа из ресивера, уменьшает утечки газа вдоль пучка и увеличивает ресурс непрерывной работы нейтрализатора 1 илThe invention relates to the creation of gas targets in ion beam neutralizers. A chain of the invention is to increase gas efficiency by reducing leakage of neutralizing gas along the beam, providing a continuous mode of operation. The device comprises a recharging chamber with openings for the passage of the beam, nodes for supplying and collecting a transverse stream of neutralizing gas and closed loop of its circulation through the recharge chamber, receiver with leakage. What is new in the device is that counter-mounted vacuum molecular pumps are used as supply and withdrawal units. Each pump has two spherical rotors of perpendicular rotation, the central rotor of each pump contains one annular groove. the inlet pipe flanges are connected by a recharging chamber and mounted on the spherical pump housings against the inlet windows of the external rotors, the selection pump is equipped with a sealing insert and installed by the suction end of the pumping groove of the central rotor diagonally tangentially intersecting the recharging chamber, to the discharge end of the groove of the central pump rotor; in this case, the axes of the central rotors of the feed and take-off pumps are parallel to the axis of the holes for the passage of the beam and the outlet pipes of the feed and take-off pumps are connected between each other by a pipeline to which a receiver is connected through a leak. This provides a closed gas circulation in the converter, which sharply reduces the gas flow from the receiver, reduces gas leakage along the beam and increases the continuous service life of the catalyst 1 il

Description

изобретение относитс  к нейтрализаторам мО Жьп: пучков,FIELD OF THE INVENTION

Цель изобретени  -- повышение газовой эффективности нейтрализатора за счет уменьшени  утечки нейтрализующего гагэ вдоль пучка и обеспечение нспрерырного рехима работы.The purpose of the invention is to increase the gas efficiency of the neutralizer by decreasing the leakage of the neutralizing hage along the beam and to ensure continuous operation.

На чертеже схематично изображен газовый нейтрализатор ионного пучка в разрезе .The drawing schematically shows a gas ion beam neutralizer in section.

Нейтрализатор состоит из камеры 1 перезар дки с отверсти ми 2 дл  прохода ион- ного пучка (пучок нормален к плоскости чертежа), Камера 1 фланцами 3 соединена с входами нзсосов 4, 5 подачи и отбора нейтрализующего газа соответственно, в качестве которых используютс  вакуумные молекул рные насосы с двум  сферическими роторами, вращающимис  вокруг взаимно перпендикул рных осей. Фланцы б,- 7 входных патрубков насосов на корпусах 8,9 размещены против входных окон внешних роторов 10, 11, Фланцы 12, 13 выходных патрубков насосов соединены между собой трубопроводом 14 замкнутого контура цир- кул ции газа, к. которому присоединен ресивер 15 через натекатель 16. Насос 5 отбора снабжен уплотнительной вставкой 17, преп тствующей перемещению газа ным ротором 18 с выхода на вход насоса 5, Перемещение газа с входа на выход насоса 5 oruopa or фланца 7 к фланцу 13 производитс  частью поза 19 центрального ротора 18, закрытого поверхностью зношнего рогора 11 с винтовыми канавками 20. Насос 4 поцзчи, содерхощий уплотнительной вставки, перемещает газ как со своего охода на выход (от фланца 6 к фланцу 12) честью кот-цзйого паза 21 центрального ротора 22, закрытого поверхностью внешнего ротсрэ 10с винтовыми канавками 23, так и с выхода на вход насоса частью кольцевого паза 24, Насосы 4, 5 установлены навстречу друг другу, при этом концы частей пазов 19, 24 центральных роторов 18, 22, обращенные к камере перезар дки 1, имеют общую касательную , показанную на чертеже пунктиром , проход щую через камеру перезар дки 1 и под пр мым углом пересекающую ось отверсти  2 дл  прохода пучка, и эта соль параллельна ос м центральных роторов 7.2, 18 нзсосов 4, 5. Стрелками показаны направлени  вращени  ротороо 18 и22,The neutralizer consists of a recharging chamber 1 with holes 2 for the passage of the ion beam (the beam is normal to the plane of the drawing), Camera 1 is connected by flanges 3 to the inlets of the suction pumps 4, 5 of the neutral gas supply and selection, respectively, which are used as molecular vacuum pumps with two spherical rotors rotating around mutually perpendicular axes. Flanges b, - 7 of the pump inlets on the housings 8.9 are located against the inlets of the external rotors 10, 11, Flanges 12, 13 of the pump outlets are interconnected by a pipe 14 of a closed gas circulation circuit, to which the receiver 15 is connected via trickle 16. The selection pump 5 is equipped with a sealing insert 17 that prevents the gas from moving by the rotor 18 from the outlet to the inlet of the pump 5. The movement of gas from the inlet to the outlet of the pump 5 oruopa or flange 7 to the flange 13 is carried out by a part of the pose 19 of the central rotor 18, which is covered by the surface wise ogora 11 with helical grooves 20. The 4 pozzi pump, containing a sealing insert, moves the gas from its exit to the outlet (from flange 6 to flange 12) by the honor of the groove groove 21 of the central rotor 22, which is covered by the surface of the outer rotor 10 with helical grooves 23, and from the exit to the inlet of the pump, part of the annular groove 24, Pumps 4, 5 are mounted towards each other, while the ends of the parts of the grooves 19, 24 of the central rotors 18, 22 facing the recharging chamber 1 have a common tangent, shown in broken line in the drawing passing through perezar chamber 1 and at a right angle the intersecting axis of the hole 2 for the passage of the beam, and this salt is parallel to the axes of the central rotors 7.2, 18 and 4 pumps 5. The arrows indicate the directions of rotation of the rotors 18 and 22,

Газовый нейтрализатор работает следующим образом.Gas Converter operates as follows.

Вначале центральные и внешние роторы 22, 18. 10, 11 насосов А, 5 привод тс  во вращение вокруг взаимно перпендикул рных осей. По достижении номинальной скорости вращен /  нейтрализатор заполн ют газом из ресивера 15 через регулируемый натекатель 16. Газ растекаетс  по трубопроводу 14 и попадает через фланцы 12, 13 наFirst, the central and outer rotors 22, 18. 10, 11 of the pumps A, 5 are driven around mutually perpendicular axes. Upon reaching the rated speed, the rotary / neutralizer is filled with gas from the receiver 15 through an adjustable leak 16. The gas flows through the pipe 14 and enters through the flanges 12, 13 on

выходы насосов 4, 5. Проникновению газа через насос 5 отбора с выхода на его вход преп тствуют встречное движение стенок части паза 19 центрального ротора 18, уп- лотнительна  вставка 17, снос газа винтовыми канавками 20 внешнего ротора 11 от входа к выходу насоса. Газ, поступивший к всасывающему концу части паза 24 центрального ротора 22 насоса 4 подачи, разгон етс  этим ротором, и при выходе из-подexits of the pumps 4, 5. Gas penetration through the extraction pump 5 from the outlet to its entrance is prevented by the oncoming movement of the walls of the part of the groove 19 of the central rotor 18, the sealing insert 17, the gas drift by the helical grooves 20 of the outer rotor 11 from the inlet to the outlet of the pump. The gas supplied to the suction end of the groove 24 of the central rotor 22 of the supply pump 4 is accelerated by this rotor, and when it leaves

5 поверхности внешнего ротора 10 отрываетс  по касательной и пересекает камеру перезар дки 1 вдоль пунктирной линии на чертеже. Диаметр потока нейтрализующего газа определ етс  поперечным сечением5, the surface of the outer rotor 10 is tangentially torn off and intersects the recharging chamber 1 along the dotted line in the drawing. The diameter of the neutralizing gas flow is determined by the cross section

0 паза 24, формирующего поток. Прошедший через камеру 1 поток глубоко проникает в установленный по касательной всасывающий конец части паза 19 центрального ротора 18 насоса 5 отбора и отводитс  ротором0 groove 24, forming a stream. The stream passing through the chamber 1 penetrates deeply into the tangentially mounted suction end of the groove part 19 of the central rotor 18 of the selection pump 5 and is withdrawn by the rotor

5 1 з к выходу насоса 5, откуда через выходной фланец 13 и трубопровод 14 вновь перетекает к фланцу 12 насоса 4 подачи, а оттуда - к всасывающему концу паза 24 этого насоса. - асть поза 21 центрального ротора 22 и5 1 s to the outlet of the pump 5, from where through the outlet flange 13 and the pipe 14 again flows to the flange 12 of the feed pump 4, and from there to the suction end of the groove 24 of this pump. - there is a pose 21 of the Central rotor 22 and

0 винтовые ханавки 23 внешнего ротора насоса 4 подачи, а также винтовые канавки 20 внешнего ротора 11 насоса 5 отбора улучшают вакуум в камере 1 перезар дки, что уменьшает торможение нейтрализующего0 screw grooves 23 of the external rotor of the supply pump 4, as well as screw grooves 20 of the external rotor 11 of the selection pump 5 improve the vacuum in the recharge chamber 1, which reduces the braking of the neutralizing

5 потока.5 threads.

Улучшению вакуума способствует компактность камеры 1 перезар дки, достигаема  благодар  параллельности осей центральных роторов 22, 18 оси отверстий 2The vacuum is enhanced by the compactness of the recharging chamber 1, achieved due to the parallelism of the axes of the central rotors 22, 18 of the axis of the holes 2

0 дл  прохода пучка,0 for the passage of the beam,

По достижении заданной величины нейтрализующего потока иатекателем 16 уменьшают подачу газа из ресивера 15 до величины, разной утечке газа через отвер5 Сти  камеры 1. Принима  во внимание удаленность отверстий 2 камеры 1 от потоков , что видно из чертежа, можно утверждать , что утечка нейтрализующего газа незначительна. После заполнени  камерыUpon reaching a predetermined value of the neutralizing flow, the flow 16 reduces the gas supply from the receiver 15 to a different gas leakage through the openings of the chamber 1. The taking into account the remoteness of the holes 2 of the chamber 1 from the flows, as can be seen from the drawing, it can be argued that the leakage of the neutralizing gas is negligible . After filling the camera

0 перезар дки газом в нее через отверсти  2 подают ионный пучок.0 recharging gas into it through holes 2 serves an ion beam.

Описанное выполнение нейтрализатора позвол ет .получить почти замкнутую циркул цию гэза в нейтрализаторе, что су5 щественно уменьшает в сравнении с прототипом расход газа и увэличивает врем  непрерывной работы нейтрализатора. Благодар  высоким скорост м вращени  шарового ротора насосз 4 подачи, а также тому, чго три из четырех стенок паза 24 даижутс The described embodiment of the converter makes it possible to obtain an almost closed circulation of the gas supply in the converter, which significantly reduces gas consumption in comparison with the prototype and increases the time of continuous operation of the converter. Due to the high rotation speeds of the ball rotor of the pump 4, and also because three of the four walls of the groove 24 are

вдоль него и передают свое движение газу, достигаютс  более высокие, чем в прототипе , скорости подачи потока нейтрализующего газа в камеру перезар дки по отношению к средней скорости теплового движени  составл ющих поток молекул. И в предложенном нейтрализаторе, и в прототипе нейтрализующий поток газа при прохождении камеры перезар дки замедл етс  как за счет несовершенства механизма отбора молекул, когда часть падающих молекул потока отражаетс  навстречу ему от поверхности криопанели или от входной части насоса отбора, так и за счет торможени  потока отраженными от стенок камеры перезар дки молекулами, покинувшими поток вследствие взаимных столкновений.along it and transmitting their motion to the gas, higher than in the prototype speeds of supplying a stream of neutralizing gas to the recharging chamber are achieved with respect to the average speed of thermal motion of the constituent molecules. Both in the proposed converter and in the prototype, the neutralizing gas flow when passing through the recharging chamber is slowed down due to the imperfection of the molecular selection mechanism, when a part of the incident flow molecules is reflected towards it from the cryopanel surface or from the input part of the selection pump, and due to flow inhibition reflected from the walls of the recharge chamber by molecules that left the flow due to mutual collisions.

В предложенном нейтрализаторе эти негативные факторы ослаблены установкой всасывающего конца части паза 19 насоса отбора по касательной к падакж1ему потоку, а также взаимной параллельностью осей центральных роторов 22,18 насосов подачи и отбора оси пучка. Установка по касатель- ной обеспечивает глубокое проникновение молекул падающего потока нейтрализующего газа so всасывающий конец паза 19, откуда они почти не имеют возможностиIn the proposed converter, these negative factors are weakened by the installation of the suction end of the groove part 19 of the selection pump tangentially to the downstream flow, as well as by the mutual parallelism of the axes of the central rotors of 22.18 supply and selection of the beam axis. The tangent installation provides deep penetration of the molecules of the incident stream of the neutralizing gas so the suction end of the groove 19, from where they almost have no possibility

возврате в камеру перезар дки благодар  сносу быстро движущимис  вдоль канала стенками паза центрального рогора 18. При установке по касательной параллельность осей обеспечивает не только перпендикул рность пучка х потоку, но и компактность камеры 1 перезар дки, когда отношение площади неподвижных стенок камеры перезар дки к сечени м всасывающих каналов насосов 4 и 5 минимально, что минимизирует тормоз щее вли ние стенок камеры 1 перезар дки . Благодар  более высокой относительной скорссти потока в камере 1 за счет предложенной взаимной установки насосов подачи и отбора уменьшаетс  в сравнении с прототипом утечка нейтрализующего газа здоль пучка быстрых частиц. Уменьшение утечки газа вдоль пучка ионов, снижение его расхода и обеспечение непрерывности работы повышают газовую эффективность нейтрализатора.return to the recharge chamber due to drift by the groove walls of the central horn 18, which are fast moving along the channel 18. When installed tangentially, the axis parallelism ensures not only beam perpendicularity to the flow, but also compactness of recharge chamber 1, when the ratio of the area of the stationary walls of the recharge chamber to the cross section m of suction channels of pumps 4 and 5 is minimal, which minimizes the inhibitory effect of the walls of the chamber 1 of the charge. Due to the higher relative flow rate in the chamber 1, due to the proposed mutual installation of the supply and extraction pumps, the leakage of the neutralizing gas is reduced compared to the prototype along the beam of fast particles. Reducing gas leakage along the ion beam, reducing its flow rate and ensuring continuous operation increase the gas efficiency of the converter.

(56) Гудмен Р.К. и др. Нейтрализатор ионного пучка с поперечным потоком нейтрализующего газа. - Приборы дл  научных исследований, 1971, № 9, ст. 76.(56) Goodman R.K. and others. An ion beam neutralizer with a transverse stream of neutralizing gas. - Devices for scientific research, 1971, No. 9, Art. 76.

Дь чков Б.А. и др, Литиевый нейтрализатор ионов. - Приборы ДЧР научных исследований , 1974, № 2, с. 35.D chkov B.A. et al. Lithium ion neutralizer. - Devices HDR scientific research, 1974, No. 2, p. 35.

Claims (1)

Формула изобретени The claims ГАЗОВЫЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ИОННОГО ПУЧКА, содержащий камеру перезар дки с отверсти ми дл  прохода пучка и пристыкованные к ней с двух сторон узлы подачи и отбора поперечного отверсти  дл  прохода пучка потока нейтрализующего газа , соединенные с трубопроводом замкнутого контура циркул ции нейтрализующею газа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  газовой экономичности нейтра- лизатора за счет уменьшени  утечки нейтрализующего вещества вдоль ионного пучка и обеспечени  непрерывного режима работы,узлы подачи и отбора выполнеA GAS ION BEAM NEUTRALIZER, comprising a recharge chamber with openings for the passage of the beam and nodes for supplying and selecting a lateral hole for passing the beam of the neutralizing gas stream connected to it from two sides, connected to a closed loop pipeline of neutralizing gas, characterized in that in order to increase the gas efficiency of the converter by reducing the leakage of the neutralizing substance along the ion beam and to ensure continuous operation, the supply and selection units ны в виде встречно установленных i вакуумных молекул рных насосов, каждый из которых состоит из внешнего и центрального сферических роторов с взаимно перпендикул рными ос ми вращени , при этом центральные роторы содержат по одному кольцевому пазу, насос отбора снабжен уплотнительной вставкой, причем насосы установлены так, что обща  касательна  к поверхност м пазов центральных роторов обоих насосов пересекает ось отверстий дл  прохода ионного пу«ка под пр мым углом, а контур циркул ции присоединен к корпусам насосов напротив выходных окон внешних роторов и снабжен ресивером с натекателем.They are in the form of counter-mounted i vacuum molecular pumps, each of which consists of an external and central spherical rotor with mutually perpendicular axes of rotation, while the central rotors contain one annular groove, the selection pump is equipped with a sealing insert, and the pumps are installed so that the common tangent to the groove surfaces of the central rotors of both pumps intersects the axis of the holes for the passage of the ion beam at a right angle, and the circulation circuit is connected to the pump housings opposite the exit windows of the outer rotor and the receiver is provided with a leak valve. U/f .U / f. 00 NbcczzNbcczz
SU4714107 1989-07-03 1989-07-03 Gas neutralizer of ion beam RU1625256C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4714107 RU1625256C (en) 1989-07-03 1989-07-03 Gas neutralizer of ion beam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4714107 RU1625256C (en) 1989-07-03 1989-07-03 Gas neutralizer of ion beam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1625256C true RU1625256C (en) 1993-12-30

Family

ID=21458484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4714107 RU1625256C (en) 1989-07-03 1989-07-03 Gas neutralizer of ion beam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1625256C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8003956B2 (en) * 2008-10-03 2011-08-23 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for controlling beam current uniformity in an ion implanter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8003956B2 (en) * 2008-10-03 2011-08-23 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for controlling beam current uniformity in an ion implanter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3545890A (en) Regenerative compressor
RU2101571C1 (en) Method of operation and design of multiphase screw pump
US10626785B2 (en) Two-stage oil-injected screw air compressor
US12116895B2 (en) Multistage pump body and multistage gas pump
KR20010098888A (en) Scroll compressor
RU1625256C (en) Gas neutralizer of ion beam
ITBO990343A1 (en) SCREW ROTARY COMPRESSOR FOR REFRIGERANT GAS TO BE USED IN A SMALL POWER CONDITIONING OR REFRIGERATION SYSTEM.
US4392783A (en) Liquid ring pump employing discharged pumping liquid for discharge port control
CN104520587A (en) Screw pump
US5244352A (en) Multi-stage vacuum pump installation
US3743443A (en) Vacuum pump
TW202219387A (en) Liquid blade pump
US7090460B2 (en) Pump embodied as a side channel pump
EP0965757A3 (en) Vacuum pumps
WO1989012168A1 (en) Liquid ring compressor
KR960008965B1 (en) The ejecting method and device for fluid compressing and pumping
US3748054A (en) Reaction turbine
US4422832A (en) Liquid ring pump with vanes in liquid ring
US4826407A (en) Rotary vane pump with ballast port
JP2004536988A (en) Multi-stage spiral screw rotor
KR20210126599A (en) Pumps and methods for pumping gas
US3066851A (en) Rotary compressors and like rotary machines
RU2164312C1 (en) Multiphase screw pump
RU2168070C2 (en) Molecular vacuum pump
RU2053373C1 (en) Exhaust section of steam turbine