Электродинамический газовый насос

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву - (22) Заявлено 260280 (21) 2887558/18-21 (51) М. Кл.

Союз Советскмк

С оцмалмстмческмк

Респубпмк

Н 01 J 41/00 с присоединением заявки N9—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23} Приоритет—

Опубликовано 07.1181. Бюллетень М 41 (53) УДК 621 З84. . 6 (088. 8) Дата опубликовании описания 07.1181

1 (72) Авторы изобретения

Т.С. Бакиров и В.К. Молчанов

Институт химической кинетики и горения

Сибирского отделения AH СССР (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫЙ НАСОС

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для перекачивания газов в вакуумных установках, а также для обеспечения циркуляции газов в замкнутых объемах.

Известно устройство (1), содержащее, источник постоянного магнитного поля и электроды, подключенные к источнику постоянного напряжения.

В известном устройстве, в результате приведения в контакт с электро дами проводящего газа, обеспечивается откачка последнего.

Недостатком известного устройства является наличие контакта газа с 15 электродами, что приводит к его загрязнению продуктами эрозии.

Известен также электродинамический газовый насос, содержащий диэлектрический вакуум-провод, устрой- 20 ство для возбуждения электромагнитного поля и подключенное к нему устройство энергопитания (2).

В известном устройстве в вакуумпроводе расположены электроды, к которым прикладывается постоянное напряжение, и нагреваемая вольфрамовая нить, эмитирующая электроды для инициирования газового разряда. ОЬ.разующиеся положительно заряженные 30 ионы перемещаются в сторону отрицательно заряженных электродов, увлекая при столкновениях нейтральные молекулы газа в направлении, противоположном откачиваемому объему. Для повышения эффективности откачки в области разряда внешним устройством создается магнитное поле.

Однако такой насос не может работать при давлениях газа, близких к атмосферному, и поэтому при использовании требует предварительного включения форвакуумного насоса.

Большие трудности возникают при откачке газов, образующих при нонизации, преимущественно отрицательные ионы они остаются в откачиваемом объеме. Кроме того, введение электродов в вакуумпровод приводит к загрязнению откачиваемого объема эа счет испарения материала электродов.

Целью изобретения является бесконтактное откачивание газов с начальным атмосферным давлением.

Поставленная цель достигаетсЯ тем, что в электроннодинамическом газовом насосе, содержащем диэлектрический вакуумпровод, устройство для возбуждения электромагнитного поля и подключенное к нему устройство

879675 энергопитания, диэлектрический вакуумпровод размещен внутри устройства для возбуждения электромагнитного поля, которое выполнено в виде объемного резонатора с входными и выходНыми отверстиями для вакуумпровода, а устройство энергопитания выполнено в виде сверхвысокочастотного генератора, причем параметры резонатора и генератора выбраны из условия

Е„„к -г Ер, где Е, . — максимальная напряженность электрического поля резонатора в вакуумпроводе; Š— напряженность электрического поля зажигания высокочастотного разряда в откачиваемом газе . Объемный резонатор выполнен в виде четвертьволнового резонатора, причем входные и выходные отверстия для вакуумпровода выполнены на противоположных торцевых стенках резонатора. Объемный резонатор выполнен в виде призматического резонатора на типе колебаний Н о, причем входные отверстия для вакуумпровода выполнены в стенках резонатора, перпендикулярных направлению силовых линий электрического поля, а выходные отверстия — в стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля.

Объемный резонатор выполнен в

° виде цилиндрического резонатора на типе колебаний Ео, причем входные отверстия для вакуумпровода выполнены в стенках резонатора, перпендикулярных направлению силовых линий электрического поля, а выходные отверстия — в стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля.

Объемный резонатор выполнен в виде призматического резонатора на типе колебаний Н„о, причем входные и выходные отверстия вакуумпровода выполнены в противоположных стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля резонатора, а часть вакуум со стороны входного отверстия помещена в электрический экран.

На фиг. 1 представлены насосы с четвертьволновыми резонаторами призматической формы ; на фиг. 2 цилиндрической формы.

На фиг. 3-5 представлен насос с резонаторами на типе колебаний Н о ; на фиг. б — с цилиндрическим резонатором на типе колебаний Ер о,. на фиг. 7 - насос, в котором часть вакуумпровода закрыта экраном.

Устройство содержит сверхвысокочастотный генератор 1, объемный резонатор 2, диэлектрический вакуумпровод 3, экран 4.

Работает электродинамический газовый насос следующим образом.

Генератор 1 возбуждает в резонаторе колебания электромагнитного по., 5 l0

65 ля, которое проникает в газ, находящийся в диэлектрическом вакуумпро- воде 3. Когда напряженность электрич ского поля в вакуумпроводе превысит то значение, при котором зажигается разряд, происходит ионизация газа, Предл< гаемые варианты выполнения насоса обеспечивают те условия, при которых образовавшиеся ионы и электроны приобретают направленное в одну сторону движение, и сталкиваясь с нейтральными частицами, увле1 кают их за собой. Электрическое и магнитное поля в резонаторах взаимно ортогональны и сдвинуты по времени друг относительно друга на четверть периода колебаний (фиг. 1 и 2) поэтому частицы газа в вакуумпроводе, как заряженные, так и нейтральные, приобретают скорость в направлении, перпендикулярном направлениям электрического .и магнитного полей, т.е. от одной торцевой стенки к другой.

При этом в вакуумпроводе любой конфигурации, размещенном в резонаторе -„ будет происходить ускорение и перекачивание частиц от входного к выходному отверстию, так как они выполнены на противоположных торцевых стенках резонатора. Выходное отверстие вакуумпровода должно быть выполнено на той же торцевой стенке резонатора, где закреплен четвертьволновой штырь.

В двух следующих вариантах насоса (см. фиг. 3-б) ускоренные частицы, перемещаясь в направлении, перпендикулярном электрическому и магнитному полям, выходят из насоса через отверстия, выполненные в стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля, т.е. перпендикулярных скорости частиц. Эффективное всасывание газа в насос обеспечивается за счет выполнения входных отверстий вакуумпровода на стенках резонаторов (как призматического, так и цилиндрического), перпендикулярных силовым линиям электрического поля. Входов и выходов вакуумпровода может быть несколько.

Если же резонатор насоса подключен к СВЧ генератору на частоте колебаний типа Н„ „, т.е. длина резонатора по крайней мере в 2 раза превышает четверть длины волны СВЧколебаний, то входное и выходное ртверстия вакуумпровода выполнены на противоположных стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля (см.фиг. 7), а на. частицы газа в той части вакуумпровода, которая удалена от стенки с выходным отверстием (направление выхода частиц выбирается, исходя из обстоятельств использования, так как выходное отверстие может быть выполнено на любой из двух противоположных стенок, параллель879675 ных силовым линиям электрическОго поля) на расстояние, большее четверти длины волны СВЧ-колебания, будет действовать сила, направленная к стенке с входным отверстием. Для работы насоса, т.е. для прокачки газа от входного к выходному отверстию, необходимо уменьшить эту противоускоряющую силу, для чего часть вакуумпровода со стороны входного отверстия помещена в электрический экран.

Отсутствие контакта откачиваемого газа со стенками резонатора и высокочастотная ионизация газа устраняют присущие прототипу недостатки.

Формула изобретения

1. Электродинамический газовый насос, содержащий диэлектрический 20 вакуумпровод, устройство для возбуждения электромагнитного поля и подключенное к нему устройство энерго питания, отличающийся тем, что, с целью бесконтактного от- р качивания газов с начальным атмосферным давлением, диэлектрический вакуумпровод размещен внутри устройства для возбуждения электромагнитного поля, которое, выполнено в виде объем-Зо ного резонатора со входными и выходными отверстиями для вакуумпровода, а устройство энергопитания выполнено в виде сверхвысокочастотного генератора, причем параметры резонатора и генератора выбраны из условия

Е„с) Ер > где Е,с, — максимальная напряженность электрйческого поля резонатора в вакуумпроводе; Е р — напряженность электрического поля зажигания высоко- 40 частотного разряда в откачиваемом газе.

2. Устройство,по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что объемныйрезонатор выполнен в виде четвертьволнового резонатора, причем входные и выходные отверстия для вакуумпровода выполнены на противоположных торцевых стенках резонатора.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что объемный резонатор выполнен в виде призматического резонатора на типе колебаний

Н о, причем входные отверстия для вакуумпровода выполнены в стенках резонатора, перпендикулярных направлению силовых линий электричесКого поля, а выходные отверстия — в стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что объемный резонатор выполнен в виде цилиндрического резонатора на типе колебаний Ео„ о, причем входные отверстия для вакуумпровода выполнены в стенках резонатора, перпендикулярных направлению силовых линий электри- . ческого поля, а выходные отверстия— в стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля.

5. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что объемный резонатор выполнен в виде призматического резонатора на типе колебаний

Н, причем входные и выходные отверстия вакуумпровода выполнены в противоположных стенках резонатора, параллельных силовым линиям электрического поля резонатора, а часть вакуумпровода со стороны входного отверстия помещена в электрический экран.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кухаркин Е.С. Основы инженерноэлектрофиэики.-N. Высшая школа, 1969, с ° 235-237.

2. Шампе P. Физика и техника электровакуумных приборов. М.-Л., ГЭИ, -1963, т. 1, с. 163 (прототип) .

879675

Составитель В. Краснопольский

Редактор Г. Петрова Техред A.Ач Корректор A. Ференц

Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9732/24