144114. lajstromszámú szabadalom • Ionsugárszivattyú magas vákuum eléréséhez

Megjelent: 1958. augusztus hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.114. SZÁM 27. d. OSZTÁLY — EE-242. ALAPSZÁM lonsugárszivattyú magas vákuum eléréséhez Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt. Budapest A bejelentő által megnevezett feltalálók: Alma si István művezető, Szálai István mérnökhallgató és Fried Henrik mérnök, budapesti lakosok A bejelentés napja: 1954. szeptember 25. Magas vákuum eléréséhez az utóbbi években a higany és olaj diffúziós szivattyúk gázionszivattyúkkal való helyettesítésére már történtek kísérletek. A gázion-szivattyúk működésének fizikai alapelve az, hogy ha gázt valamely módon ionizálunk, akkor a pozitív töltésű ionok elektromos térerő hatására a negatív oldal felé haladnak, nagy —• a feszültségtől függő — sebességgel. A gázionoknak ezt az egy irányú áramlását megfelelő szerkezeti elrendezéssel fel lehet használni arra, hogy valamely rendszerben jelentős nyomáskülönbséget hozzunk létre. Az eddig ismert ionszivattyú rendszereknél általában a gázionokat izzó katóda segítségével elektron bombázással állították elő. Az; ionizációs hatás fokozására az elektronok szabad úthosszát igyekeztek megnövelni, pl, vagy erős mágneses tér segítségével vagy pl. a Barkhausen—Kurtz rezgés felhasználásával. Ezen rendszereknél viszonylag nagy energiafelhasználás mellett érhetők el a kívánt eredmények, így kül, akár álló-, akár forgó szivattyúrendszerről van szó. A találmány szerinti ionsugár-szivattyút a mellékelt rajzok alapján magyarázzuk: A találmányunk szerinti ionsugár-szivattyú az 1. ábrából láthatólag elvileg olyan sugárszivattyú, ahol a primer sugarat gázionok alkotják. Találmányunk szerint a gázionsugarat az (1) és; (2) elektróda között nagyfeszültségű egyenárammal hozzuk létre oly módon, hogy az elővákuumot 1—10-2

higany mm nyomáshatárok között tartjuk. Az ionsugár-szivattyú működésének előfeltétele találmányunk szerint az, hogy az ionsugarat a szivattyú működése közben állandóan fenntartjuk. Az ionsugár állandó fennmaradását találmányunk szerint úgy biztosítjuk, hogy a fúvókák előtti és utáni teret, ahol az (1) és (2) elektródák nyertek elhelyezést egymással akár külső, akár belső csővezeték segítségével összekötjük (1. ábra (3) csővezeték), így tehát mind a két teret az elővákuum nyomásán tartjuk. Amennyiben ugyanis a gázt a fúvókák előterébe nem vezetnénk vissza, úgy azi ionsugár a gázokat innen elvinná és így bizonyos ritkulás után megszűnne maga a sugar és. ezzel a szivattyú működése is. A fentiekben leírt módon előállított állandó gázionsugár a (4) térből a (6), (7) fúvókák közötti nyíláson keresztül a gázokat magával ragadja és nyomáskülönbséget létesít a szivattyú bemenő- és kimenővezetéke között. Az így létrehozott nyomáskülönbség több nagyságrendet tesz ki. Nagysága az ionsugár sebességétől és áramsűrűségétőT függ, melyek végeredményben a szivattyúra adott feszültség és áramerősség függvényei. A szivattyú szívósebessége a fúvókák méreteitől, és a két fúvóka közötti nyílás méretétől függ. Ennek a körgyűrűnek a, területét pl. oly módon, növelhetjük, hogy a fúvókák átmérőjét növeljük. Az átmérő növelésével azonban a fúvóka keresztmetszete négyze^ tesen nő, tehát ugyanolyan sűrűségű ionsugár előállítására az: áramsűrűséget is négyzetesen! nöpl. meglehetősen nagy izzókat ódák és több kW-os mágnesek szükségesek. Katódaként általában tiszta, wolframot használtak, amely az elővákuumtérben van elhelyezve és amennyiben megfelelő jó elővákuum nincs biztosítva (minimum 10~3

higany mm) úgy a wolfrámkatód eloxidálódik és tönkremegy. Ez a veszély fennáll akkor is, ha a rendszer valamely oknál fogva pl. törés vagy tömítetlenség következtében csak rövid időre is a megengedettnél roszr szabb vákuumviszonyok közé került. A találmányunk szerinti ionsugár-szivattyú a fenti hibákat kiküszöböli, mert egyrészt viszonylag alacsony előváfcuummal (mm-es higanyoszlop nagyságrend nyomással) tud dolgozni, másrészt mivel nincsen benne kényes, tönkremenő, nagy áramot fogyasztó katóda, hosszú élettartammal rendelkezik. Szerkezeti egyszerűségénél fogva könnyen és olcsón gyártható, elektromos áramfogyasztása aránylag kicsi. Kis méreténél fogva lehetséges közvetlenül a leszívandó tárgy alá helyezni, minden közbenső csővezeték nél-