SU123278A1 - Ионный насос - Google Patents

Description

PIoHHbie насосы с двум  отсеками, в одном из которых - высоковакуумком - происходит ионизаци  газов, а в другом - форвакуумном - посредством электрического пол  осуществл етс  вт гивание ионов газа , известны.

Отличительна  особенность предлагаемого насоса заключаетс  в том, что упом нутые отсеки разделены диафрагмой, толщина которой мепьще или больще длины пробега ионов откачиваемого газа в материале диафрагмы.

Эта особенность обеспечивает возможность достижени  высоких разр жений.

Друга  особенность насоса заключаетс  в том, что его диафрагма выполнена двухслойной. При этом толщина ее сло , обращенного к высоковакуумному отсеку, выбираетс  меньщей, чем длина нробега ионов в материале этого сло . Кроме того, коэффициент диффузии в последнем выбираетс  меньщим, чем коэффициент диффузии материала сло , прилегагощего к форвакуумному отсеку.

Этим достигаетс  ускорение нроцессов диффузии ионов откачиваемого газа.

На фиг. 1 и 2 изобрал-сены схемы, по сн ющие принцип действи  и устройства предложеппого ионного насоса, а на фиг. 3-примерна  ферма его конструктивного выполнени .

Принцип действи  предложенного ионного насоса заключаетс  в том, что в нем электродом, бомбардируемом ионами,  вл етс  диафрагма Д (фиг. 1), раздел юща  внутреннюю полость насоса на два отсека А и Ь. В отсеке А производитс  ионизаци  газа, а из отсека Б производитс  откачка газа любым способом, не св занным с ионизацией газа (например, пароструйным или механическим насосом).

При этом газ удал етс  из высоковакуумного отсека А в форвакуумный отсек Б через упом нутую диафрагму Д. Толщина диафрагмы

№123278- 2 -

А1ожет быть выбрана больше или меньше, чем длина пробега ионов, вкедр юшихс  в диафрагму со стороны отсека А. Диафрагма может быть Быполце.ад-, и двухслойной. В этом случае материалы внутреннего сло  1 и подложки 2 выбираютс  такими, чтобы при рабочей температуре диафрагмы коэффициент диффузии откачиваемых газов в материале подложки значительно превосходил коэффициент диффузии в материале внутреннего сло . Толш;ина нодлолски 2 должна быть вз та настолько малой, насколько это допускаетс  конструктивными соображени ми . Толщина внутреннего сло  / выбираетс  настолько малой, чтобы длина h пробега ионов в материале этого сло  превосходила его толшину. Электроны, эмитируемые накаленным катодом 3 (фиг. 2), ускор ютс  по направлению к тороидальной обмотке 4 разностью потенциалов пор дка 150-200 в. Промежуточна  сетка 5, расположенна  вблизи катода, находитс  относительно него под некоторым положительным потенциалом и служит дл  частичной компенсации объемного зар да . По обмотке 4 пропускаетс  посто нный ток, создающий замкнутое магнитное поле Н с напр женностью, достаточной дл  закручивани  электронов (перпендикул рно плоскости чертежа) в пределах области, зан той этой обмоткой. Ионизаци  происходит почти исключительно в пределах этой области, поскольку в ней электрон проходит наибольший путь при скорости, соответствующей максимуму веро тности ионизации. Электрод 6 представл ет собой упом нутую ранее диафрагму (фольгу) Д, раздел ющую высоковакуумный отсек А от форвакуумного отсека Б. На этот электрод задаетс  высокий отрицательный потенциал, выт гивающий ионы из области обмотки 4 и ускор ющий их.

Конструктивно насос может быть оформлен следующим образом. Высоковакуумный отсек насоса ограничен фланцем 7 (фиг. 3), в который вна на изолирующа  керамическа  пластинка 8, нижним фланцем 9 и электродом-диафрагмой W, выполненным в виде цилиндра.

Необходимые токоподводы вна ны в керамическую пластинку5. U-образный катод 11 крепитс  к токоподводам, а внизу через пружинку - к керамическому стержню 12. Аналогично крепитс  и сетка 13. Тороидальна  обмотка 14 своими концами крепитс  к токоподводам и к одному или двум поддерживающим стержн м.

Нижний фланец скрепл етс  с верхним посредством стержней 15. Он изолирован от верхнего фланца изол торами 16 с целью обеспечить возможность подогрева диафрагмы пропусканием через нее тока. Токоподвод к фланцу 9 на чертеже не показан. Не показаны также система напылени  материала внутреннего сло , характер которой определ етс  родом этого материала, а также способ соединени  высоковакуумпой части насоса с откачиваемым объемом, который определ етс  конкретными услови ми применени .

Высоковакуумный и форвакуумный отсеки при выполнении предварительной откачки могут сообщатьс  через затвор образованным коническим отверстием во фланце 9 и пробкой затвора /7, передвигаемой сильфонным устройством. Все пайки выполн ютс  твердыми припо ми, уплотнени  примен ютс  исключительно металлические и в системе отсутствуют органические материалы и стекло. Это дает возможность прогрева до достаточно высоких температур устройства в целом, включа  его форвакуумную часть при проведении предварительной откачки и обезгаживани .

Предмет изобретени 

1. Ионный насос с двум  отсеками, в одном из которых- высоковакуумном - происходит ионизаци  газа, а в другом - форвакуумном отсеке - с помощью электрического пол  вт гиваютс  ионы газа, отличающийс  тем, что, с целью достижени  высоких разрежений, указанные отсеки разделены диафрагмой, толщина которой меньше или больше длины пробега ионов откачиваемого газа в материале диафрагмы. 2. Ионный насос по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  процессов диффузии ионов откачиваемого газа, диафрагма выполн етс  двухслойной, причем толщина сло , обращенного к высоковакуумному отсеку, выбираетс  меньшей, чем длина пробега ионов в материале этого сло , а коэффициент диффузии в нем - меньшим, чем коэффициент диффузии материала сло , прилегающего к форвакуумному отсеку.

- 3-№ 123278