ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Новые методы откачки из "Вакуум и его применение" Поскольку работа любого пароструйного насоса всегда сопровождается неизбежным, хотя бы и малым, проникновением паров рабочей жидкости в откачиваемый объем, что в целом ряде случаев (например, в высоковольтных установках) совершенно недопустимо, в последние годы была предпринята разработка новых методов получения высокого вакуума, не связанных с использованием рабочей жидкости. [c.26] Откачивающим устройством без рабочей жидкости является ионный насос, в котором возбуждается электрический разряд в магнитном поле, приводящий к интенсивной ионизации молекул ожачиваемого газа с последующим удалением ионов за счет воздействия электрического поля. [c.26] На рис. 12 схематически изображено устройство одного из опытных ионных насосов с быстротой действия 3000—7000 л/сек. Корпус 1 иасоса, являющийся одновременно анодом, представляет собой металлическую трубу длиной 4,5 м. На концах трубы расположены два полых вольфрамовых катода. Катод 2, расположенный у выпускного патрубка, является подогревным и используется в качестве источника электронов (эмитер). Второй катод 3 — холодный и служит для отражения электронов (отражатель). Между катодами и корпусом насоса подано постоянное напряжение около 300 в. [c.27] Присоединяемый к откачиваемому объему впускной патрубок 4 насоса расположен в середине трубы. В центральной части трубы И1меется внутренний соленоид 5, обе боковые зоны окружены наружными соленоидами 6. Соленоиды служат для создания магнитного поля. [c.27] Электроны, эмитирующие с горячего катода 2, ускоряются под действием электрического поля, но не могут сразу попасть на анод, так как магнитное поле ограничивает их пробег, заставляя двигаться по тугой спирали от эмитера к отражателю. Отравившись от отражателя, находящегося под тем же потенциалом, что и эмитер, электроны колеблются в разряде между эмитером и отражателем. Сталкиваясь с молекулами откачиваемого газа, электроны ионизируют их. Образующиеся при этом положительные ионы перемещаются под действием электрического поля к катодам, отдают им свой заряд, и как нейтральные молекулы откачиваются насосом предварительного разрежения. [c.27] Быстрота откачки воздуха в сечении фланца впускного патрубка насоса данной конструкции при давлении 5 10 мм рт. ст. достигает 7000 л сек. Предельное разрежение, создаваемое насосом, составляет 8-10 мм рт. ст. при величине выпускного давления около 5 10 мм рт, ст. Мощность, потребляемая насосом, равна 42 кет. [c.28] Существенным недостатком ионного насоса является значительное потребление электроэнергии, которая в основном расхо- дуется на поддержание электрического и магнитного полей. Так, например, насос описанной конструкции потребляет примерно в 15 раз большую мощность, чем паромасляный насос, имеющий примерно такую же быстроту действия. К отрицательным особенностям ионного насоса относится также довольно быстрое разрушение катода вследствие непрерывного испарения вольфрама. [c.28] Большое потребление электроэнергии, сложность устройства и эксплуатации, а также значительные габариты ионных насосов существенно ограничивают в настоящее время их промышленное использование. [c.28] Значительно большую перспективу промышленного применения имеет ионно-испарительный (ионно-сорбционный) насос, в котором откачка достигается в результате непрерывного процесса поглощения газа за счет испарения и конденсации на стенках насоса титана, причем процесс поглощения активизируется благодаря частичной ионизации откачиваемого газа. [c.28] Изображенный на рис. 13 ионно-испарительный насос представляет собой вертикальную цилиндрическую камеру, стенки которой охлаждаются водой, непрерывно циркулирующей по змеевику. По оси камеры расположена катушка с титановой проволокой, которая непрерывно разматывается с помощью специального подающего механиэма. Проходя через кольцеобразную нить накала (которая имеет отрицательный потенциал относительно проволоки), титановая проволока интенсивно бомбарда-руется электронами, эмитируемыми нитью накала, и почти мгновенно испаряется (в других конструкциях насосов испарение титана осуществляется за счет его соприкосновения с графитовым стержнем, разогреваемым до высокой температуры в результате электронной бомбардировки). [c.28] В настоящее время известны ионно-испарительные насосы с быстротой действия до 10 тыс. л/сек (по водороду). [c.29] Характеристики одного из образцов ионно-испарительного насоса, у которого потребляемая мощность 1 кет и расход титана 7 мг1мин, приведены в табл. 2. [c.29] Г аз Скорость откачки, л/сек Давление, мм рт. ст. [c.29] Существенным недостатком ионно-испарительного насоса является сложность устройства и эксплуатации, а также резко выраженная завиш1мость его быстроты действия от рода откачиваемого газа. [c.30] Вернуться к основной статье