Нераспыляемый газопоглотитель для сорбционного насоса

 

Сущность изобретения: клеммы тоководов подключены к свободным концам стержней из газопроводящего материала. Стержни расположены по меньшей мере в два параллельных ряда, соединенных последовательно между собой в рядах и между рядами перемычками одинакового сечения со стержнями. Перемычки расположены на торцах стержней. Стержни выполнены постоянного прямоугольного сечения. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области вакуумной технике, а именно, к конструкциям нераспыляемых газопоглотителей для сорбиционных насосов.

Известно применение нераспыляемых газопоглотителей из химически активных металлов, преимущественно титана и циркония и сплавов на их основе (Попов В. Ф. Нераспыляемые газопоглотители. Л. Энергия, 1975). Для нагрева газопоглотителя или гетерного материала используются подогреватели различной конструкции, а также резистивный нагрев гетерного материала при протекании через него электрического тока. Так, в гетероионном насосе, принятом за прототип применен U-образный керн из газопоглощающего материала (титана), нагрев которого осуществляется пропусканием через него электрического тока.

Такая конструкция требует повышенной мощности нагрева для поддержания выбранной рабочей температуры сорбирующей поверхности гетера из-за потерь на излучение. Повышение откачных характеристик планарной конструкции газопоглотителя возможно лишь за счет увеличения линейных размеров с соответствующим увеличением мощности нагрева.

Заявляемое техническое решение направлено на снижение мощности нагрева газопоглотителя и повышение откачных характеристик сорбционного насоса.

Поставленная техническая задача решается тем, что в предлагаемом газопоглотителе, включающем подключенные к токовводам стержни из газопоглощающего материала, размещенные в плоскости и последовательно соединенные между собой перемычками, стержни расположены по меньшей мере в два параллельных ряда, соединены последовательно между собой в рядах и между рядами перемычками одинакового сечения со стержнями, причем перемычки расположены по торцам стержней, а стержни выполнены преимущественно постоянного прямоугольного сечения.

Получающийся компактный газопоглотитель с объемной регулярно-пространственной структурой, образованной большим количеством (десятки штук) параллельных стержней, разделенных системой сквозных пазов, позволяет по сравнению с планарной конструкцией уменьшить в 2-3 раза мощность нагрева или при той же общей рассеиваемой мощности повысить рабочую температуру стержней внутренней части газопоглотителя на 150-200^оС. Такое повышение температуры позволяет в 10-20 раз повысить сорбционную емкость гетера и стабильность скоростной характеристики сорбционного насоса.

Рекомендуемая внешняя форма предлагаемого газопоглотителя "толстый" цилиндр, параллелепипед и особенно куб.

С увеличением линейного размера (например, ребра куба) газопоглотителя его внешняя поверхность (рассеиваемая или потребляемая мощность нагрева) возрастает в квадратичной, а объем (масса гетерного материала) в кубической зависимости от линейного размера, что дополнительно усиливает достигаемый технический эффект.

Наличие системы сквозных пазов-каналов между стержнями, линейный размер которых близок к размеру стержней, обеспечивает доступ сорбируемого газа к внутренним поверхностями газопоглотителя со всех его сторон.

Стержни, расположенные на внешней поверхности газопоглотителя, определяют основные потери тепла вследствие излучения и являются своеобразным тепловым экраном для стержней внутренней части газопоглотителя.

На фиг. 1, 2, 3 изображен в трех проекциях газопоглотитель в форме куба с шестью рядами стержней по шесть штук в ряду и с разделительными сквозными каналами. Между стержнями 1 имеются пазы 2, а концы соседних стержней соединены перемычками 3. Подсоединение к токовводам осуществляется через свободные концы 4 стержней. На фиг. 3 "нижние" перемычки обозначены двумя чертами, а "верхние" перемычки одной чертой.

Газопоглотитель в соответствии с фиг. 1-3 может быть выполнен, например, из кубической заготовки путем вырезания пазов-каналов, длина каждого из которых меньше соответствующего размера газопоглотителя на толщину стержня для формирования перемычки между соседними стержнями.

По данной схеме был изготовлен газопоглотитель в форме куба с ребром 44 мм, шириной паза 4 мм и сечением стержней 4х4 мм. Общая длина соединенных последовательно 36 стержней с учетом перемычек составляет 1,5 м.

Для достижения температуры 600-700^оС на внутренних стержнях газопоглотителя необходим ток накала 7-8 А при напряжении 20-25 В. При этом режиме температура наружной поверхности газопоглотителя на 150-200^оС ниже, что резко снижает потери тепла излучением (эффект самоэкранирования газопоглотителя).

Предложенный газопоглотитель работает следующим образом. В высоком вакууме к концам токоподводящих стержней от регулируемого источника подается напряжение и электрический ток, проходя по всем последовательно соединенным стержням, разогревает газопоглотитель до требуемой рабочей температуры, при которой происходит интенсивная сорбция химически активных газов.

Формула изобретения

1. НЕРАСПЫЛЯЕМЫЙ ГАЗОПОГЛОТИТЕЛЬ ДЛЯ СОРБЦИОННОГО НАСОСА, содержащий стержни из газопоглощающего материала, клеммы тоководов, подключенные к свободным концам стержней, отличающийся тем, что стержни расположены по меньшей мере в два параллельных ряда, соединенных последовательно между собой в рядах и между рядами перемычками одинакового сечения со стержнями, причем перемычки расположены на торцах стержней.

2. Газопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что стержни выполнены постоянного прямоугольного сечения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3