ВЫСОКОВАКУУМНЫЙ ПОСТ ДЛЯ ОТКАЧКИ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к технологическому высоковакуумному оборудованию, применяемому в электронной промышленности для откачки электровакуумных приборов (ЭВП) различного назначения, в частности крупногабаритных клистронов с размером по высоте до 2-х метров и весом более 100 кг, а также приборов других типов.

Откачка традиционной вакуумной системой с турбомолекулярным насосом позволяет откачать ЭВП до вакуума 10^-8 мм рт.ст. [1]. Однако масляный форвакуумный механический насос, несмотря на наличие ловушки, оставляет углеводородные соединения в приборе и следовательно не обеспечивается нормальная работа катода.

Известна конструкция вакуумного поста, предназначенного для технологической обработки электровакуумных приборов [2]. В котором проводится предварительная откачка изделий масляным форвакуумным насосом, снабженным адсорбционной ловушкой. До высокого вакуума прибор откачивается тубомолекулярным насосом. Откачной пост содержит также прогреваемую вакуумную защитную камеру, в которую помещен прибор. Защитная камера откачивается механическим масляным форвакуумным насосом.

Недостатками этого устройства являются:

- наличие двух вакуумных систем откачки, а именно прибора и защитной камеры;

- наличие в вакуумных откачных системах масляных форвакуумных насосов, несмотря на наличие в вакуумной системе ловушки для масла не исключается проникновение масла в прибор и в камеру, что существенно ухудшает качество прибора и вызывает окисление наружной поверхности прибора в камере;

- очень длинный цикл откачки после установки следующего прибора, поскольку вакуумная система не содержит крана на входе в прибор, возникает необходимость в дополнительном обезгаживании вакуумной системы.

Техническим результатом изобретения являются повышение надежности и качества откачки ЭВП, упрощение конструкции поста и повышение его производительности.

Технический результат достигается тем, что высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов содержит защитную камеру и вакуумную систему откачки приборов, включающую турбомолекулярный и безмасляный форвакуумный насосы. Металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна. На основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов. Вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания. Вверху камеры расположен коллектор для подачи азота. В основании установлен кран с ручным управлением потоком азота. Вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран.

Вакуумная система откачки прибора может быть выполнена на безмасляном форвакуумном спирального типа насосе.

Коллектор может быть выполнен в виде кольца, имеющего со стороны основания отверстия.

Защитная камера может охлаждаться проточной водой, заливаемой в полость между ее стенками.

Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов с защитной камерой с газовой средой в виде азота позволяет обезгаживать и откачивать приборы быстрее, чем в вакуумной камере. Непрерывная подача азота в камеру с избыточным давлением позволяет сохранить однородность среды вокруг прибора и исключить возможность попадания в камеру через уплотнительную прокладку атмосферного воздуха.

Металлические охлаждаемые стенки камеры по вертикали разделены уплотнительной прокладкой на две части, одна из которых подвижна, что обеспечивает удобство установки прибора в камеру.

На основании неподвижной части расположено с возможностью перемещения по трем координатам юстирующее устройство для крепления приборов, что обеспечивает удобное подсоединение прибора к вакуумной системе.

Вдоль стенок камеры по вертикали расположены нагреватели с независимыми источниками питания, что позволяет обеспечить равномерность нагрева прибора по высоте.

Вверху камеры расположен коллектор для подачи азота, что позволяет создать в камере однородную среду вокруг прибора.

В основании установлен кран с ручным управлением потоком азота, который позволяет регулировать величину избыточного давления азота в камере.

Вакуумная система откачки подключена к прибору через прогреваемый кран, который не дает возможности попадания атмосферного воздуха в вакуумную систему после скусывания прибора.

Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов поясняется чертежом.

На фиг.1 представлен высоковакуумный пост для откачки электровакуумного прибора, где

защитная камера - 1,

высоковакуумная система - 2,

турбомолекулярный насос - 3

уплотнительная прокладка - 4,

неподвижная часть камеры - 5,

подвижная часть камеры - 6,

юстировочное устройство - 7,

нагреватель - 8,

коллектор - 9,

кран потока азота - 10,

кран прогреваемый - 11,

форвакуумный насос - 12,

прибор - 13.

Пример

Высоковакуумный пост для откачки клистрона 13, высота которого 1,5 м, содержит защитную камеру 1 с внутренним диаметром 0,7 м и высотой 2,2 м. Камера нагревается тремя регулируемыми и независимыми друг от друга нагревателями, установленными по вертикали, до температуры 650°C. Защитная камера 1 разделена уплотнительной прокладкой 4, выполненной из витона марки ИРП-2043, на две половины, одна из которых подвижна 6 (установлена на петлях), а другая неподвижна 5. На основании неподвижной половины 5 установлено юстировочное (по трем координатам) устройство 7, на котором закреплен откачиваемый прибор 13, присоединенный через кран к высоковакуумной системе 2, обеспечивающей в приборе вакуум 1·10^-9 мм рт.ст. Защитная камера 1 охлаждается проточной водой, которая подается в полость между ее стенками. Коллектор 9 выполнен в виде кольца с отверстиями, направленными к основанию камеры 1. В основании камеры расположен кран 10, который регулирует давление азота в камере 1. Сверху на неподвижной половине 5 расположен тельфер со стрелой, который помогает устанавливать тяжелые приборы и обеспечивает удобство в работе. Вакуумная система 2 включает прогреваемый кран 11, с помощью которого подсоединяется к прибору 13, а также безмасляный форвакуумный спирального типа (ISP-500B) насос 12 и турбомолекулярный насос 3 (ТМР-803LM).

Высоковакуумный пост для откачки электровакуумных приборов работает следующим образом.

Защитная камера 1 охлаждается проточной водой, подаваемой в полость между ее металлическими стенками.

Открывают подвижную часть 6 защитной камеры 1. С помощью тельфера крупногабаритный ЭВП 13 устанавливают на юстировочное устройство 7. С помощью юстировочного устройства 7 совмещают штенгель прибора с краном 11 и подключают вакуумную систему. С помощью течеискателя проверяют вакуумную плотность соединения. Закрывают подвижную половину 6. Открывают кран 11 и проводят откачку прибора 13 до давления 5·10^-2 мм рт.ст. Напускают азот в камеру через коллектор 9, создают избыточное давление в камере 1 с помощью крана 10. Включают нагреватели 8 и нагревают камеру до температуры 650°C. Далее ведут обработку прибора и его откачку в ручном или автоматическом режимах в соответствии с технологической картой обработки прибора. По ходу откачки производят технологическую обработку ЭВП 13, которая для разных приборов неоднозначна. В процессе откачки ЭВП 13 решаются две задачи: удаление газов из полости самого прибора и толщи конструкционных материалов с тем, чтобы создать в приборе определенную степень вакуума, достаточную для нормальной работы прибора в процессе срока службы; вторая задача состоит в формировании определенного значения эмиссионных параметров катода. Завершается процесс обработки прибора 13 скусыванием его штенгеля. Перед скусыванием кран 11 закрывается и подвижная половина 6 камеры 1 открывается.

С помощью предлагаемого поста была произведена откачка различных типов ЭВП, в частности клистронов высотой более 1,5 м. Получены приборы с заданными параметрами и высокой степенью надежности. Предполагается применение агрегата при обработке совершенно новых ЭВП, используемых в системе «Глонас».

Источники информации

1. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. Учебник для вузов. М.: «Высшая школа», 1982 г., с.163, рис. 7,4.

2. Королев Б.И. и др. Основы вакуумной техники. Учебник для учащихся техникумов. М.: «Энергия», 1975 г., с.264, табл.13-2, схема 4.