Общие сведения о магниторазрядных насосах
Магниторазрядные насосы относятся к категории безмасляных высоковакуумных геттерных насосов
(
Классификация)
По принципу действия выделяют два типа магниторазрядных насосов:
- диодные магниторазрядные насосы:
- триодные магниторазрядные насосы
Предельное давление остаточных газов, которое может быть достигнуто с использованием магниторазрядного насоса,
до 1×10
-9 - 1×10
-10 Торр. Форвакуумный насос необходим
только для предварительной откачки
(не используется в процессе работы магниторазрядного насоса). Предварительную откачку крайне желательно производить
безмасляными форвакуумными насосами: пленка масла на электродных блоках магниторазрядного насоса приводит к существенному
ухудшению его эффективности. Предварительная откачка производится до так называемого
стартового давления магниторазрядного насоса.
В зависимости от модели стартовое давление может составлять (5-10)×10
-4 Торр. С давления 1×10
-3 Торр
магнитроазрядный насос стартует крайне неохотно, обычно требуется несколько попыток. Моожно запустить насос после откачки цеолитовым насосом
(~ 1×10
-3 Торр),
но рекомендуется использовать турбомолекулярный. Спиральные насосы не подходят в силу недостаточно низкого предельного остаточного давления.
В момент старта магниторазрядный насос потребляет достаточно большую мощность и, как следствие, сильно нагревается.
Поэтому следующую попытку старта надо начинать после того как насос остынет. При работе на давлениях до ~ 1×10
-3 Торр насос
также нагревается.
Магниторазрядные насосы хорошо подходят
для высоковакуумных и сверхвысоковакуумных применений.
Достоинства и недостатки магниторазрядных вакуумных насосов
Недостатки:
- высокая селективность откачки по типу газа: магниторазрядные насосы плохо откачивают инертные газы, это влияет на состав
остаточной атмосферы в вакуумной камере;
- неспособны выдерживать высокую газовую нагрузку;
- сложно прогревать насос для обезгаживания по причине наличия постоянных магнитов;
- высокое напряжение питания (5-7 кВ);
- долгий старт после напуска в насос атмосферы;
- чувствительность к загрязнениям, в том числе углеводородам (маслам)
Достоинства:
- нет подвижных деталей - нет изнашивающиеся частей в камере насоса
- отсутствие шумов и вибраций при работе ;
- невысокая цена
- ток разряда приблизительно пропорционален давлению в откачиваемом объеме - фактически
магниторазрядный насос является магниторазрядным датчиком с холодным катодом и по току
разряда можно оценивать давление в вакуумной системе;
- надежность, большой ресурс, при правильной эксплуатации практически не требует обслуживания
Конструкция магниторазрядного насоса
Магниторазрядный насос состоит из корпуса, в котором размещены электродные блоки. Количество блоков зависит от быстроты откачки насоса.
Электродный блок диодного магниторазрядного насоса состоит из параллельно расположенных
анода и двух катодов,
изготовленных из титана.
Анод имеет ячеистую структуру,
каждая ячейка представляет собой цилиндрическое отверстие в анодной пластине.
Катод представляет собой монолитную титановую пластину.
Между катодом и анодом прикладывается высокое (5-7 кВ) напряжение, которое подводится в полость насоса через высоковольтный гермоввод.
С внешней стороны корпуса магниторазрядного насоса размещены постоянные магниты
таким образом, чтобы магнитное поле было перпендикулярно плоскости анода (катодов).
Конструкция
триодного насоса в целом аналогична, но вместо монолитных используются
ячеистые катоды
(ячейки - отверстия в титановой пластине).
Кроме того, в конструкции появляются дополнительные пластины, расположенные за катодами параллельно им.