PL105706B1 - Pompa jonowo-sorpcyjna - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest pompa jonowo-sorpcyjna z zimna katoda, zbudo¬ wana w ukladzie elektrod znanym pod nazwa u- kladu Peninga, która umozliwia odpompowanie resztek gazów a zwlaszcza wodoru w urzadzeniach 5 prózniowych.

Stan techniki. Pompa jonowo-sorpcyjna z zim¬ na katoda zbudowana w ukladzie elektrod Penin¬ ga sklada sie z anody wykonanej zwykle w po¬ staci krótkiego odcinka cienkosciennej rurki me- 10 talowej o przekroju kolowym lub dowodnego wie¬ lokata i z dwóch katod wykonanych z materialu pochlaniajacego gazy, zwykle z tytanu lufo z tan¬ talu w postaci plytek umieszczonych w niewiel¬ kiej odleglosci naprzeciwko obydwóch konców a- u nody. Zwykle pompa sklada sie z wiekszej liczby takich ukladów, przy czym rurki anody sa pola¬ czone ze soba wzdluz tworzacych i przedstawia¬ ja budowe komórkowa o ksztalcie zblizonych do plastra miodu, a katody wykonane w postaci jed- 20 nolitych plyt o wymiarach nie mniejszych niz kompletna anoda sa umocowane na plytach nos¬ nych i usytuowane w niewielkiej odleglosci z o- bydwóch stron komórkowej anody. Konstrukcja pompy jest umieszczona w próznioszczelnej obu- 25 dowie zaopatrzonej w przepust umozldwajacy do¬ prowadzenia do elektrod napiecia polaryzujacego a na obudowe jest nalozony magnes, który wy¬ twarza pole magnetyczne wspomagajace procesy jonizacji wewnatrz pompy. 30 Pompy jonowo-sorpcyjne z zimna katoda sa stosowane zarówno do pompowania gazów aktyw- - nych chemicznie jak i gazów szlachetnych.

Podczas pracy pompy anoda zostaje spolaryzo¬ wana dodatnio wzgledem katody napieciem, które umozliwia wystapienie wyladowan elektrycznych miedzy anada i katoda, powodujacych jonizacje gazów wewnatrz pompy.

Pod wplywem pola elektrycznego jony gazów podazaja wewnatrz pompy w kierunku plyt ka¬ tody i uderzaja w nie ze znaczna predkoscia wskutek czego bombardowany jonami material katody zostaje czesciowo rozpylony.

-Pochlanianie gazów szlachetnych w pompach jonowo-sorpcyjnych polega na wnikaniu szybko poruszajacych sie jonów tych gazów w material katody natomiast jony gazów aktywnych sa che¬ micznie wiazane przez rozpylony material kato¬ dy. W niektórych przypadkach zachodzi potrzeba pompowania gazów o duzej zawartosci wodoru lufo samego wodoru. W tych przypadkach wydajnosc rozpylania materialu katody przez jony wodoru jest stosunkowo mala a proces sorpcji nastepuje glównie droga dyfuzji wodoru w glab katod, przy czym miedzy wodorem i tytanem w katodzie za¬ chodza reakcje chemiczne. Przy duzej ilosci po¬ chlonietego wodoru w iplytach katod wytwarzaja sie znaczne naprezenia mechaniczne, plyty od¬ ksztalcaja sie a ponadto staja sie kruche, co po¬ woduje, ze czastki katod latwo odrywaja sie i p- 105 706105 706 3 padaja tworzac zwarcia miedzy 'katodami i anoda, co oczywiscie powoduje zla prace pompy.

Istota wynalazku. Celem wynalaziku jest unik¬ niecie niedogodnosci spowodowanych kruszeniem i odksztalcaniem sie katod przy pompowaniu wo¬ doru w pompie jonowo-sorpcyjnej z zimna katoda.

Istote wynalazku stanowi pompa jonowo-sorp- cy)na z zimna katoda zawierajaca w próznioszczel- nej obudowie cylidryczna anode o poprzecznym przekroju kolowym lub dowolnego wielokata, zlo¬ zona z jednego cylindra lub z wielu cylindrów stykajacych sie ze soba tworzacymi oraz z katody w postaci plytek tytanowych lub tantalowych u- mieszczonych w plaszczyznach prostopadlych w osi anody iprzy obydwóch jej koncach, w której plyt¬ ki katod luzno ulozone na metalowej plycie nos¬ nej sa osloniete i umocowane siatka wykonana z materialu odpornego na dzialanie wodoru na przy¬ klad ze stali lub z miedzi.

Pompa wedlug wynalazku wykazuje szereg za¬ let a zwlaszca uzycie katody w postaci plytek prowadzi do zwiekszenia powierzchni styku ma¬ terialu katody z gazami a tym samym prowadzi do zwiekszenia wydajnosci pompy a luzne uloze¬ nie tych plytek na plycie nosnej umozliwia swo¬ bodne odksztalcanie sie plytek katody pod wply¬ wem reakcji z wodorem a ponadto siarka zapo¬ biega wypadaniu wykruszonych czastek plytek ka¬ tody w przestrzen miedzy katoda i anoda a wiec zapobiega powstawaniu zwarc.

Objasnienie rysunku. Budowe pompy wyjasniono na przykladzie wykonania przedstawionym na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment pompy w przekroju w widoku z boku, a fig. 2 — plytki katody widoczne w przekroju wykonanym wzdluz linii A—A.

Przyklad wykonania. Srodkowa czesc pompy zajmuje wielokomórkowa anoda 1 zlozona z krót¬ kich odcinków cienkosciennych rurek metalowych zlaczonych ze soba wzdluz tworzacych. Z obydwu stron konców rurek anody znajduja sie plytki 2 katody, kazda o srednicy nieco mniejszej niz srednica rurki anody, co umozliwia zachowanie niewielkich luzów miedzy brzegami sasiednich ply¬ tek 2 katody. Plytki 2 katody sa luzno ulozone 4 na nosnej plycie 3 i przykryte siatka 4 przymoco¬ wana do nosnej plyty 3 za pomoca tasmowych za¬ wleczek 5 wcisnietych w otwory 6 wykonane w nosnej plycie 3. Wielkosc oczek siatki 4 jest tak dobrana, ze drobne czastki peknietych plytek 2 katody wypadaja przez nie i opadaja na dno pompy, natomiast czastki, które moglyby powodo¬ wac zwarcia miedzy anoda i katoda sa przez siat¬ ke zatrzymywane.

Dzialanie pompy zasadniczo nie odbiega od dzia¬ lania znanych pompy jonowo-sorpcyjnych, gdyz podzielenie plyt katody na plytki o srednicy nie¬ co mniejszej od srednicy rurek anody, jak rów¬ niez nieznaczne przesuniecia plytek katody wzgle- dem rurek anody, spowodowane luznym ulozeniem plytek katody, nie wplywa zasadniczo na rozklad pola w pompie, natomiast podzielenie plyty katody na mniejsze plytki, szczególnie w przypadku du¬ zych pomp zabezpiecza przed znacznym odksztal- ceniem sie katody. Siatka 4 skutecznie zabezpiecza' tytanowe plytki katody i uniemozliwia wypadanie wiekszych czastek w przestrzen miedzy anode i katode a tym samym zapobiega powstawaniom zwarc w pompie, co pozwala na uzycie jej do pompowania wodoru. Nosna plyta 3 jest wsuwana wewnatrz w obudowe pompy, co umozliwia okre¬ sowa wymiane popekanych plytek 2 katody po odjeciu siatki 4.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Pompa jonowo-sorpcyjna z zimna katoda zawie¬ rajaca w próznioszczelnej obudowie cylindryczna anode o przekroju poprzecznym kolowym lub do- 35 wolnego wielokata, zlozona wiecej niz z jednego cylindra, które to cylindry stykaja sie ze soba tworzacymi oraz z katody w postaci tytanowych lub tantalowych plytek umieszczonych w plasz¬ czyznach prostopadlych w osi anody przy oby- 40 dwóch jej koncach, znamienna tym, ze plytki (2) katody sa luzno ulozone na metalowej plycie nos¬ nej (3) i sa osloniete i przymocowane do nosnej plyty {3) siatka (4) wykonana z materialu nie ulegajacego zmianom pod wplywem dzialania wo- 45 doru, na przyklad ze stali lub z miedzi.105 706