Магниторазрядные насосы

1. Магниторазрядные насосы

МАГНИТОРАЗРЯДНЫЕ НАСОСЫ
Выполнил:
Студент гр. 2341-21
Саматов Э.В.
Проверила:
Карибуллина Ф.Р.

2.

Магниторазрядный насос - вакумный ионный насос, принцип действия которого
основан на ионизации молекул газа в сильном электрическим поле, которые затем
поглощаются материалом катода (титаном) разрядной системы, распыляемом в
высоковольтном разряде в магнитном поле.
Магниторазрядные насосы откачивают различные газы с разной скоростью.
Принцип работы магниторазрядных насосов основан на нескольких эффектах.
Первый это гетерные свойства свеженапыленной плёнки титана (она захватывает
молекулы остаточных газов), которые используется в насосах типа орбитрон, в
которых создание свеженапыленной плёнки осуществляется термическим
распылением титана, и воздействии на ионизированные молекулы газа
электромагнитным полем, которое внедряет их в титан и при этом распыляет титан,
создавая свеженапыленную плёнку титана.
Магниторазрядные насосы очень чувствительны к загрязнению углеводородами. Например, в
работе показано, что после 30 - 40 ч работы с механическим насосом без последовательно
включенной ловушки возникновение разряда затруднено. Окисление материала катода
приводит к тому, что в области давлений 10 - 7 тор разрядный ток заметно уменьшается.

3.

Магниторазрядные насосы являются геттероионными и отличаются от испарительных тем,
что в них как для распыления геттера, так и для ионизации газов используется
высоковакуумный газовый разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях. Пластины
катода располагают по обе стороны от анода напротив открытых концов его ячеек. Причем
электродная система ориентируется так, чтобы линии магнитного поля были перпендикулярны
плоскости катодов. Корпус насоса и ячейки анода обычно изготавливают из немагнитного
материала, например из нержавеющей стали. Материалом пластин катода служит титан или
какой-либо другой химически активный металл. Анод, как правило, укрепляют в корпусе на
изоляторах 4, а катод вместе с корпусом заземляют, хотя в некоторых случаях, наоборот,
заземляют анод. При подаче на электроды разности потенциалов в несколько киловольт
между ними зажигается тлеющий разряд. Возникновение газового разряда обусловлено тем,
что в объеме ячейки всегда имеется некоторое число свободных электронов, либо
блуждающих, либо появившихся в результате автоэлектронной эмиссии с острых кромок
электродов. Под действием электрического поля эти электроны ускоряются, но магнитное
поле препятствует их прямолинейному движению непосредственно к аноду, заставляя
двигаться по спиральным траекториям взад и вперед в ячейке между катодами, пока, наконец,
не попадут на анод. Из-за большой длины пути электронов существует вероятность их
столкновения с молекулами газа даже при очень низких давлениях, когда средняя длина
свободного пробега электронов в газе во много раз превышает расстояние между анодом и
катодом. В результате столкновения с электронами нейтральные молекулы газа ионизируются
или активируются. Поскольку магнитное поле слабо влияет на поведение положительных
ионов, ввиду их большой массы, то они с ускорением движутся практически по
прямолинейным траекториям к катодам.

4. Магниторазрядный насос

МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ НАСОС

5.

Магниторазрядные вакуумные насосы НМД-0,1 и НМДИ-0,1
Магниторазрядные вакуумные насосы НМД-0,1 предназначены для безмасляной откачки из
вакуумных систем газов и газовых смесей (воздуха), получения высокого и сверхвысокого
вакуума. Магниторазрядные насосы НМД-0,1 применяются в составе вакуумно-технологического
оборудования.
Магниторазрядные насосы НМД - 0,1 не предназначены для откачки инертных газов и
длительной откачке водорода (инертные газы и водород могут откачиваться только в виде
примесей к химически активным газам, имеющим атомный вес выше 14) и снижают свою
работоспособность при откачке углеводородов. Для откачки инертных газов используются
магниторазрядные насосы типа НМДИ - 0,1.

6.

Технические характеристики магниторазрядных вакуумных насосов НМД-0,1 и НМДИ-0,1

7. РЖ61

12.04-61.121П.
Электроразрядный насос. Sputter ion pump: Пат.7819633 США, МПК F04B 37/02 (2006.01). Qian
Li, Tang Jie, Liu Liang, Qi Jing, Chen Pi-Jin, Hu Zhao-Fu, Fan Shou-Shan, Thinghua Univ., Hon Hai Precision Ind.
Co., Ltd. №11/478421; Заявл. 28.06.2006; Опубл. 26.10.2010; Приор. 08.06.2005, №200510035928 (Китай); НПК
417/48. Англ.
Патентуется электроразрядный насос, предназначенный для создания глубокого вакуума в ускорителях
элементарных частиц. Насос включает в себя вакуумную камеру, два параллельно ориентированных анода и один
катод – холодный излучатель электронов. Аноды расположены в вакуумной камере симметрично относительно ее
центральной оси. Катод – излучатель электронов расположен на наружной стенке вакуумной камеры или вблизи нее
и обращен к апертуре стенке, через которую электроны направляются в вакуумную камеру. Такое расположение
электродов создает седлообразное электрическое поле, а от магнитного поля насос свободен. Отмечается простота
насоса и малое потребление энергии. Ил.5. Н.И.Зубарев
13.12-61.112П. Ионный насос. Ion pump device: Пат.8246314 США, МПК F04B 37/2 (2006.01), F04F 99/00
(2009.01). Tanaka Shukichi, National Inst. Of Information and Communications Technology. №12/527193; Заявл.
14.02.2008; Опубл. 21.08.2012; Приор. 16.02.2007, №2007-035568 (Япония); НПК 417/48. Англ.
Патентуется ионный насос, имеющий цилиндрический корпус и проходящий по его оси изолированный электрод,
между которыми подается постоянное напряжение большой величины. Корпус охватывается системой равномерно
расположенных кольцевых магнитов. За счет ионизации атомов газа в корпусе и действия магнитного поля
происходит интенсивная откачка газовой среды. Ил.1. М.Д.Данчев
14.04-61.89П. Комплексная система вакуумирования с использованием ионно-геттерного насоса. Combined
pumping system comprising a getter pump and an ion pump: Пат.8287247 США, МПК F04B 37/2 (2006.01), F04F 99/00
(2006.01). Bonucci Antonio, Conte Andrea, Manini Paolo, SAES Getters S.p.A. №13/202890; Заявл. 09.03.2010; Опубл.
16.10.2012; Приор. 17.03.2009, №МI2009A0402 (Италия); НПК 417/49. Англ.
Патентуется система сверхвысокого вакуумирования, основанная на комплексном использовании последовательно
включенных ионного и геттерного насосов. Эта система при работе геттерного насоса предусматривает захват
молекул и атомов газа и последующее их удержание в объеме насоса и работает на основе принципа химической
сорбции газообразных реактивных соединений, содержащихся в эвакуируемых из рабочего пространства газов.
Предоставлено описание и принцип действия патентуемой системы вакуумирования. Ил.2. В.Н.Тонин

8.

14.05-61.90П. Ионный вакуумный насос. Vacuum conveyance system: Пат.8328526 США, МПК F04B 37/2
(2006.01), F04F 99/00 (2009.01). Tanaka Shukichi, National Inst. Of Information and Communications Technology.
№12/527194; Заявл. 14.02.2008; Опубл. 11.12.2012; Приор. 16.02.2007, №207-035568 (Япония); НПК 417/48. Англ.
Патентуется компактный ионный вакуумный насос, который имеет цилиндрический корпус с равномерно
расположенными по его поверхности кольцевыми постоянными магнитами, установленный соосно внутри него
трубчатый отрицательно заряженный электрод и тонкий в виде проволоки положительно заряженный электрод,
расположенный по его оси. Совместное действие магнитного поля и электрического поля высокой напряженности
ионизирует среду и создает условия для ее откачки. Ил.2. М.Д.Данчев
15.02-61.140П. Комбинированная откачивающая система, содержащая геттерный насос и ионный насос:
Пат.2520709 Россия, МПК F04B 37/02 (2006.01). САЕС ГЕТТЕРС C.n.A., БОНУЧЧИ Антонио, КОНТЕ Фндреа,
МАНИНИ Паоло (129090, Москва, ул. Б. Спасская, 25, строение 3, ООО “Юридическая фирма Городисский и
Партнеры”). №2011141864/06; Заявл. 09.03.2010; Опубл. 27.06.2014; Приор. 17.03.2009, №МI2009A000402 (Италия).
Рус.
Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для создания сверх высокого вакуума.
Комбинированная откачивающая система, содержащая геттерный насос (120; 220) и ионный насос (130; 230).
Геттерный и ионный насос (120; 130; 220; 230) смонтированы последовательно на одном и том же фланце (111; 211)
и размещены, соответственно, на его противоположных сторонах, так что проводимость как гаттерного насоса, так и
ионного насоса увеличивается в направлении источников газового потока в вакуумной камере. Повышается уровень
вакуума системы. Ил.5, табл.2. Автореферат