Устройство для вывода потока частиц

 

Изобретение относится к электронно-лучевой технике. Цель - повышение эффективности. Устройство для вывода потока частиц содержит источник 1 частиц и буферную камеру (БК) 2 с индивидуальными средствами откачки. В стенках БК 2 выполнены соосные отверстия 3 и 4, каналы которых продолжены патрубками 5 и 6 в виде усеченных конусов, направленных внутрь БК 2. Цель достигается тем, что между патрубками 5 и 6 установлены серповидные трубки (СТ) 7, концевые срезы 8 и 9 которых размещены у срезов 10, 11 патрубков 5 и 6, и направлены от источника электронов, а нормали к срезам СТ 7, проходящие через их центры симметрии, проходят и через центр среза патрубков 5 и 6. Для обеспечения необходимого для работы источника давления оказалось возможным увеличить диаметр срезов 10 и 11 от 5 до 10 мм (при трех СТ 7), что соответственно увеличивает площадь отверстия в 4 раза, а следовательно, и поток частиц выводимого пучка в 4 раза. Устройство используется для вывода интенсивных пучков частиц из вакуума в газовую среду высокого давления. 1 ил.

Изобретение относится к электронно-лучевой технике и может использоваться в устройствах для вывода интенсивных пучков частиц вакуума в газовую среду высокого давления. Цель изобретения - повышение эффективности, которая достигается за счет увеличения диаметра отверстия вывода при введении в буферную камеру серповидных трубок, обеспечивающих уменьшение напорного действия основной струи газа, поступающего внутрь буферной камеры. Конструкция устройства для вывода потока частиц представлена на чертеже. Устройство состоит из источника 1 частиц и камеры 2, снабженных индивидуальными средствами откачки. В стенках камеры 2 выполнены соосные отверстия 3 и 4, каналы которых продолжены патрубками 5 и 6, выполненными в виде усеченных конусов, направленных внутрь камеры. Между патрубками располагаются серповидные трубки 7, концевые срезы 8 и 9 которых располагаются вблизи срезов 10 и 11. Устройство работает следующим образом. При откачке газа из буферной камеры 2 между патрубками 5 и 6 формируется свободно расширяющаяся струя, в которой давление газа убывает по мере удаления от начала истечения. В трубки 7 через отверстия срезов 8 попадает поток из начала струи, имеющий относительно высокое давление, и, не имея возможности расширяться, сохраняя свои первоначальные параметры, направляется навстречу основной струе, под отверстие патрубка 6 (ближнего к источнику). Разность между величиной давления на срезе отверстия истечения струи P_j и величиной давлений P₁ вне струи отличается в 10-100 раз, так как давление на срезе отверстия приближается к давлению P₀, при котором газ истекает в камеру. В области максимального расширения струи перед патрубком 6 давление P_h меньше давления вне струи P₁ на порядок и более. Поэтому вспомогательная струя, вытекающая из трубки 7 через отверстия срезов 9, образует бочкообразную форму потока со скачками уплотнения давления. Скачки давления вспомогательной струи оказывают запорное, отсекающее действие по отношению к основной струе, уменьшая ее напорное действие. Кроме того, у отверстий патрубка 6 создается эжектирующий эффект, уменьшающий давление у среза 11 патрубка 6 для вывода пучка, которое достигает величины меньшей, чем давление P₁ вне струи в объеме буферной камеры. В конкретном случае устройство содержит в качестве источника частиц источник электронов на основе высоковольтного тлеющего разряда (рабочий диапазон которого 2-20 Па), камеру 2 с патрубками, имеющими соосные источнику отверстия для вывода пучка диаметром по 5 мм. Расстояние между патрубками 20 мм. Газ (воздух), поступающий через отверстие среза 10 из атмосферы, откачивается в буферной камере насосом ВВН-3 до давления P_1i = 15 кПа, давление на срезе 10 составляет 52 кПа. Из объема источника газ откачивается насосом БН-2000 до давления 10 Па. Размещение трех серповидных медных трубок с внутренним диаметром 5 мм приводит к тому, что у отверстия среза 11 создается давление 5 кПа, в пушке создается давление 2 Па. Для обеспечения необходимого для работы источника давления оказалось возможным увеличить диаметр отверстий срезов 10 и 11 от 5 до 10 мм, что соответственно увеличивает площадь отверстий в 4 раза, а следовательно, и поток частиц выводимого пучка в 4 раза. Патент США N 3585349, кл. 219-121, 1971. Авторское свидетельство СССР N 1047371, кл. H 05 H 7/00, 1982.

Формула изобретения

Устройство для вывода потока частиц, содержащее камеру источника частиц, герметично соединенную с буферной камерой, выполненной с соосными отверстиями, каналы которых продолжены встречно направленными патрубками, расположенными внутри буферной камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, в буферной камере между патрубками установлена по крайней мере одна серповидная трубка, концы которой расположены с срезов патрубков и направлены от источника, а нормали к срезам серповидной трубки, проходящие через их центры симметрии, проходят через центр среза патрубка буферной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1