Геттерно-ионные насосы приобрели в последнее время большую популярность, ведь они могут работать в большом диапазоне давлений. При этом не возникает никаких трудностей при эксплуатации. Большой плюс – существенный ресурс работы. В основе функционирования данных агрегатов хемсорбция активных газов и блокирование инертных. Такие насосы безмасляные, что является существенным их преимуществом. Они способны создавать достаточно глубокий вакуум.
Содержание:
- Конструкция геттерно-ионных насосов
- Механизм работы ионных насосов
- Основные характеристики ионных насосов
- Применение геттерно-ионных насосов
Конструкция геттерно-ионных насосов
Активные газы, которые перекачиваются таким насосом благодаря процессу хемсорбции. Простыми словами – это преобразование газов в летучее или маслорастворимое состояние. Многие установки распыляется титан. Применение этого материала связано с тем, что именно титан имеет высокую энергию сорбции, что способно прочно удерживать молекулы газа.
Конструкция геттерно-ионных насосов
В геттерно-ионнных вакуумных насосах происходит сорбция ионизированных молекул геттерами. Максимальная эффективность достигается за счет применения электрического поля. Собственно поэтому сила воздействия ионизированных молекул существенно выше.
Внешне такой насос – это камера с неподвижными компонентами, поэтому они отлично подходят для закрытых систем, где важно применение надежного насосного оборудования. Оборудование обладает стойкостью к вибрации и толчкам, работает с минимальным энергопотреблением. Расходы на обслуживание содержание и обслуживание минимальные.
Составные компоненты таких насосов:
- Корпус;
- Крепежный фланец;
- Ячеистый анод;
- Катод;
- Магнит;
- Переключатель;
- Дополнительное сопротивление;
- Амперметр;
- Высоковольтный источник;
- Токовывод.
Механизм работы ионных насосов
Ячейки пластин титановых катодов и анодов могут быть прямоугольными или круглыми. Они формируют электронный блок, который перемещает магнитное поле. Разрядную ячейку образует пара отверстия катода и анода.
Механизм работы ионных насосов
Разряд между ячейками возникает, когда там присутствует несколько электродов. В движение их приводит действие магнитного поля. Они в свою очередь ионизируют газ. Это приводит к образованию положительных ионов и бомбардировке катода. Собственно быстродействие зависит только от конкретной используемой рабочей смеси.
При бомбардировке ионами материл катода распыляется, далее происходит химическая реакция, в результате чего образуются твердые соединения. Они остаются внутри насоса и не провоцируют изменения давления внутри вакуумной системы. Это является определенным недостатком системы, ведь оседание в связанном состоянии на внутренних стенках оборудования может спровоцировать многочисленные объемные реакции. В результате чего возникают условия для выделения газов, а как результат повышения давления.
Основные характеристики ионных насосов
Основные характеристики ионных насосов
Есть несколько важных характеристик, на которые нужно обращать внимание при подборе такого оборудования:
- Скорость откачки;
- Эффект насыщения;
- Стабильность;
- Стартовое давление;
- Срок годности;
- Термостойкость;
- Сила магнитного поля.
Основные отличительные особенности аппаратов друг от друга именно в глубине и скорости откачки. Именно это определяет, с каким именно газом может работать оборудование.
Применение геттерно-ионных насосов
До появления турбомолекулярных, именно геттерно-ионные насосы активно использовались для вакуумных установок, где нужно было достичь глубокого вакуума. Сегодня они также активно используются в системах, где нужно достичь глубины вакуума больше 10⁻⁹МБар. Причем такие агрегаты считаются экологически чистыми.
Применение геттерно-ионных насосов
Зачастую геттерно-ионные насосы работают параллельно со вспомогательными высоковакуумными системами откачки. То есть основная их задача создать предварительное разрежение. Далее вспомогательные насосы нужны для откачки инертных газов. Хотя конструкции их такова, что с инертными газами они могут выйти на требуемый показатель вакуума даже без применения предварительного разрежения.
Что касается конкретных сфер применения, то преимущественно они востребованы в исследовательской деятельности в:
- Ускорителях частиц;
- Синхронных источниках света;
- Линейных ускорителях;
- Бустерных синхротронах;
- Синхронных каналах;
- Периферийном оборудовании.
Сегодня производители предлагают насосы с разным набором характеристик, причем отдельные из них можно модифицировать. В таком случае они будут полностью соответствовать параметрам системы в которой планируется их применение.