Газовый нейтрализатор ионного пучка

Газовый нейтрализатор ионного пучка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к созданию газовых мишеней в нейтрализаторах ионного пучка Цепь изобретения - повышение газовой эффективности за счет уменьшения утечки нейтрализующего газа вдоль пучка, обеспечение непрерывного режима работы Устройство содержит камеру перезарядки с отверстиями для прохода пучка, узлы подачи и отбора поперечного потока нейтрализующего газа и замкнутый контур его циркуляции через камеру перезарядки, ресивер с натекателем. Новым в устройстве является то, что в качестве узлов подачи и отбора используются встречно установленные вакуумные молекулярные насосы. Каждый насос имеет по два сферических ротора перпендикулярного вращения центральный ротор каждого насоса содержит один кольцевой паз. фланцы входных патрубков соединены камерой перезарядки и установлены на сферических корпусах насосов против входных окон внешних роторов, насос отбора снабжен уплотнительной вставкой и установлен всасывающим концом откачного паза центрального ротора по касательной диагонально пересекающей камеру перезарядки, к нагнетательному концу паза центрального ротора насоса подали, при этом оси центральных роторов насосов подачи и отбора параллельны оси отверстий для прохода лучка а выходные патрубки насосов подачи и отбора соединены между собой трубопроводом, к которому через натекатель подсоединен ресивер. Это обеспечивает замкнутую циркуляцию газа в нейтрализаторе , что резко снижает расход газа из ресивера, уменьшает утечки газа вдоль пучка и увеличивает ресурс непрерывной работы нейтрализатора 1 ил

(В) SU (11) 1625256 А1 (51) ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714107/25 (22) 03.07.89 (46) 30.1293 Бюл йв 47-48 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете имНИЛобачевского (72) Иванов ВП. (54) ГАЗОВЫЙ НЕЙТРЯЛИЗАТОР ИОННОГО

ПУЧКА (57) Изобретение относится к созданию газовыхмишеней в нейтрализаторах ионного пучка. Цель изобретения — повышение газовой эффективности за счет уменьшения утечки нейтрализующего газа вдоль пучка, обеспечение непрерывного режима работы Устройство содержит камеру перезарядки с отверстиями для прохода пучка, узлы подачи и отбора поперечного потока нейтрапизующего газа и замкнутый контур его циркуляции через камеру перезарядки, ресивер с натекателем, Новым в устройстве является то, что в качестве узлов подачи и отбора используются встречно установленные вакуумные молекулярные насосы. Каждый насос имеет по два сферических ротора перпендикулярного вращения, центральный ротор каждого насоса содержит один кольцевой паз, фланцы входных патрубков соединены камерой перезарядки и установлены на сферических корпусах насосов против входных окон внешних роторов, насос отбора снабжен уплотнительной вставкой и уст-новлен всасывающим концом откачного паза центрального ротора по касательной, диагонально пересекающей камеру перезарядки, к нагнетательному концу паза . центрального ротора насоса пода и, при этом оси центральных роторов насосов подачи и отбора параллельны оси отверстий для прохода пучка, а выходные пгтрубки насосов подачи и о бора соединены между собой трубопроводом. к которому через натекатель подсоедичен ресивер. Это обеспечивает замкнутую циркуляцию газа в нейтрализаторе, что резко снижает расход газа из ресивера, уменьшает утечки газа вдоль пучка и увеличивает ресурс непрерывной работы нейтрализатора. 1 ил.

1625256

Изобретение ОГнасится к нейтралиэато! -И еtO!!НЫ!Р Г1УЧКОВ

Цель изобрегения —.ювышение газовой эффективности нейтрализатора за счет уменьшения утечки нейтрализующего Газа вдоль пучке и Обеспечение непрерывного режима работы.

На чертеже схематично изображен газовый нейтрализатор ионного пучка в разрезе.

Нейтрализатор состоит из камеры 1 перезарядки с отверстиями 2 для прохода ионного пучка (пучок нормален к плоскости чертех<а), Камера 1 фланцами 3 соединена с входами насосов 4, 5 подачи и отбора нейтрализующего газа соответственно, в качестве которых используются вакуумные молекулярные насосы с двумя сферическими роторами, вращающимися вокруг взаимно перпендикулярных осей. Фланцы 6, 7 входных патрубков насосов на корпусах 8, 9 размещены против входных окон внешних роторов 10, 11, Фланцы 12, 13 выходных патрубков насосов соединены между собой трубопроводом 14 замкнутого контура циркуляции газа, к которому присоединен ресивер 15 через натекатель 16, Насос 5 Отбора снабжен уплотнительной вставкой 17, препятствующей пере! Гещению газа центральным ротором 18 с выхода на ахов насоса "", Пер» леще:-вя газа с входа на вь1ход насоса

Б Огбора от фланца 7 к фланцу 13 производится taeTью поза 19 центрального ротора

18, закрытОГО поверхность1<с эноинзго ро ГО" ра 11 с винтовыми канавками 20, 1асос 4 подачи, !!е содерх<ащий уплотнительной вставки, перем!ещает газ как со своего входа на выход (I;T фланца 6 к фланцу 12) частью кол!. цевого паза 21 центрального ротора 22, .акрытоГО Г1ове (HU<:Tbl0 внешнеГО рот(.ра

10 с винтовыми канавкам "t 23, Tel< и с выхода на вход насоса частью кольцевого паза 24, Насосы 4, 5 установлены навстречу друг доугу, при этом концы частей пазов 19, 24 центральных рОтОрОв 18, 22, обращенные к камере перезарядки 1, имеют общу о касательнjv), показанну,о HB чертеже пунктиром, проходя гцую через камеру перезарядки 1 и под прямым у. ;:Ом пересекающую ось Отверстия 2 для прохода пучка, и эта соль параллельна Осям цгчтральных роторов 22, 18 насосов 4, 5. Стрелками показаны направления вращения роторов 18 и 22, Газовый нейтрализатор работает следу ощим образом, Вначале центральные и внешние роторы 22, 18. 10, 11 насосов 4, 5 приводятся во вращение вокруг взаимно перпендикулярных Осей. По достих<ении номинальной скорости вращения нейтрализатор заполняют

Газом из ресивера 15 через регулируемый натекатель 16. Гаэ растекается по трубопроводу 14 и попадает через фланцы 12, 13 на выходы насосов 4, 5. Проникновению газа через насос 5 отбора с выхода íà его вход препятстьуат встречное движение стенок части паза 19 центрального ротора 18, уплотнительная вставка 17, снос газа винтовыми канавками 20 внешнего ротора 11 от входа к выходу насоса, Гаэ, поступивший к всасывающему концу части паза 24 центрального ротора 22 насоса 4 подачи, разгоняется этим ротором, и при выходе из-под поверхности внешнего ротора 10 отрывается по касательной и пересекает камеру перезарядки 1 вдоль пунктирной линии на чертеже. Диаметр потока нейтралиэующего газа определяется поперечным сечением

20 паза 24, формирующего поток. Прошедший через камеру 1 поток глубоко проникает в установленный по касательной всасывающигл конец части паза 19 центрального ротора 18 насоса 5 отбора и отводится ротором

18 к выходу насоса 5, Откуда через выходной фланец 13 и трубопровод 14 вновь перетекает к фланцу 12 насоса 4 подачи, а оттуда— к всасыва.ощгм концу паза 24 этого насоса. - асть паза 21 центрального ротора 22 и

30 винтовые канавки 23 внешнего ротора насоса 4 подачи, а та

35 пото!(а.

Улучшени о вакуума способствует компактность камеры 1 перезарядки, достигаемая благодаря параллельности осей центральных роторов 22, 18 оси отверстий 2

r pq прохода пучка, По достижении заданной величины нейтрализу ощего потока натекателем 16 уменьшают подачу газа иэ ресивера 15 до величины, разной утечке газа через отверстия 2 камеры 1, Принимая во внимание удале !HGcTb Отверст<лгл 2 камеры 1 от потоков, что видно из чертежа, можно утверждать, что утечка нейтралиэующего газа незначительна, После заполнения камеры

50 перезарядки газом в нее через отверстия 2 подают ионный пучок, Описанное выполнение нейтрализатора позволяет, получить почти замкнутую циркуляци.о газа в нейтрализаторе, что существенно уменьшает в сравнении с прототипом расход газа и увеличивает время непрерывной работы нейтрализатора. БлаГодаря высоким скоростям вращения шаронаго ротора насоса 4 подачи, а также тому, что три иэ четырех стенок паза 24 движутся

1625256

50 вдоль него и передают свое движение газу, достигаются более высокие, чем в прототипе, скорости подачи потока нейтрализующего газа в камеру перезарядки по отношению к средней скорости теплового 5 движения составляющих поток молекул. И в предложенном нейтралиэаторе, и в прототипе нейтралиэующий поток газа при прохождении камеры перезарядки замедляется как за счет несовершенства 10 механизма отбора молекул, когда часть падающих молекул потока отражается навстречу ему от поверхности криопанели или от входной части насоса отбора, так и за счет торможения потока отраженными от 15 стенок камеры перезарядки молекулами, покинувшими поток вследствие взаимных столкновений, В предложенном нейтрализаторе эти негативные факторы ослаблены установкой 20 всасывающего конца час и паза 19 насоса отбора по касательной к падающему потоку, а также взаимной параллельностью осей центральных роторов 22, 18 насосов подачи и отбора оси пучка, Установка по касатель- 25 ной обеспечивает глубокое проникновение молекул падающего патока нейтрализующего газа во всасыва.ощий конец паза 19, откуда они почти не имеют возможности

Формула изобретения

ГАЗОВЫЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ИОННОГО ПУЧКА, содержащий камеру перезарядки с отверстиями для прохода пучка и пристыкованные к ней с двух сторон узлы подачи и отбора поперечного отверстия для прохода пучка потока нейтралиэующего rsза, соединенные с трубопроводом замкнутого контура циркуляции нейтрализующего газа, отличающийся тем, что, с целью повышения газовой экономичности нейтрализатора эа счет уменьшения утечки нейтрализующего вещества вдоль ионного пучка и обеспечения непрерывного режима работы. узлы подачи и отбора выполневозврата в камеру перезарядки благодаря сносу быстро движущимися вдоль канала стенками паза центрального ротора 18. При установке по касательной параллельность осей обеспечивает не только перпендикулярность пучка к потоку, но и компактность камеры 1 перезарядки, когда отношение площади неподвижных стенок камеры перезарядки к сечениям всасывающих каналов насосов 4 и 5 минимально, что минимизирует тормозящее влияние стенок камеры 1 перезарядки. Благодаря более высокой относительной скорссти потока в камере 1 эа счет предложенной взаимной установки насосов подачи и отбора уменьшается в сравнении с прототипом утечка нейтрализующего газа вдоль пучка быстрых частиц.

Уменьшение утечки газа вдоль пучка ионов, снижение его расхода и обеспечение непрерь(вности работы повышают газовую эффективность нейтрализатора, (56) Гудмен P.Ê. и др. Нейтралиэатор ионного пучка с поперечным потоком нейтралиэующего газа. — Приборы для научных исследований, 1971, М 9, ст. 76.

Дьячков Б,А. и др, Литиевый нейтрализатор ионов. — Приборы для научных исследований, 1974, М 2,. с. 35, ны в виде встречно установленных вакуумных молекулярных насосов, каждый иэ которых состоит иэ внешнего и центрального сферических роторов с взаимно перпендикулярными осями вращения, пр« этом центральные роторы содержат по одному кольцевому пазу, насос отбора снабжен уплотнительной вставкой, причем насосы установлены так, что общая касательная к поверхностям пазов централь ных роторов обоих насосов пересекает ось, отверстий для прохода ионного пу ка под прямым углом, а контур циркуляции присоединен к корпусам насосов напротив выходных окон внешних роторов и снабжен ресивером с натекателем, 1625256

Составитель А. Латай

Техред M. Моргентал

Корректор А. Мотыль

Редактор Н. Коляда

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3470

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101