СИСТЕМА ДЛЯ ОТКАЧКИ И НАПОЛНЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП ГАЗОМ И УЗЕЛ ДАННОЙ СИСТЕМЫ

Предлагаемая полезная модель относится к вакуумной техники, а именно к системе, состоящей из связанные между собой узлов, которые составляют оборудование для производства газосветных ламп с холодным катодом (манифольд) посредством процесса электронного бомбардинга. В сферу применения данного оборудования не входят системы разогрева ламп и электродов посредством печей и/или магнитной индукции.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является система для откачки и наполнения ламп газом известная из патента US 6503118, МПК 7 H 01J 9/38, публикация 07.01.2003.
Известная система включает устройство для подачи инертного газа, насос для создания предварительного вакуума и насос для создания глубокого вакуума, соединенные между собой посредством трубок и клапанов, причем первый из клапанов расположен между входом к лампам и входом насоса для создания предварительного вакуума, второй - между входом к лампам и входом насоса для создания глубокого вакуума, а третий между выходом насоса для создания глубокого вакуума и входом насоса для создания предварительного вакуума, а четвертый клапан служит для обеспечения впуска атмосферного воздуха в систему.
Однако известная система имеет ряд недостатков, приводящих к достаточно невысокой эффективности ее работы.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности работы системы.
Поставленная задача решается тем, что в систему для откачки и наполнения ламп газом, содержащую устройство для подачи инертного газа, насос для создания предварительного вакуума и насос для создания
глубокого вакуума, соединенные между собой посредством трубок и клапанов, причем первый из клапанов расположен между входом к лампам и входом насоса для создания предварительного вакуума, второй - между входом к лампам и входом насоса для создания глубокого вакуума, а третий между выходом насоса для создания глубокого вакуума и входом насоса для создания предварительного вакуума, а четвертый клапан служит для обеспечения впуска атмосферного воздуха в систему, дополнительно введен клапан, расположенный между первым и вторым клапанами и разделяющий с одной стороны вход к лампам и вход насоса для создания предварительного клапана от всей остальной системы с другой стороны.
Введение в систему дополнительного клапана позволяет постоянно поддерживать под вакуумом большую часть манифольда, что позволяет избежать абсорбции воздуха, содержащего загрязнения, на внутренних поверхностях манифольда, тем самым повышая скорость откачки, а так же избежать риска причинения вреда измерительным приборам, потому что головкой измерительного прибора, например Пирани, является раскаленная металлическая спираль, которая окисляется под действием атмосферного воздуха, что приводит к искажению данных.
Предпочтительно если упомянутые первый и третий клапаны соединены в единую деталь, выполненную с возможностью отделения от трех остальных клапанов, которые в свою очередь также соединены в единую деталь.
Элементы могут быть расположены и зафиксированы на единой плоской платформе, в которой выполнены отверстия для прохода элементов системы, которые зафиксированы на этой платформе и соединены между собой посредством фланцев, прижатых друг к другу и прижатых к платформе через уплотнительные кольцевые прокладки хомутами.
Насос для создания глубокого вакуума может быть диффузионного, молекулярного или иного типа, позволяющего достичь нижнего показателя финального давления 1/10000 Торр.
Диффузионный насос может содержать систему автоматического нагрева и регулирования температуры масла диффузионного насоса, которая состоит из резисторной спирали, нагрев которой контролируется электронным устройством, получающим данные о текущей температуры масла.
Система может содержать вакуумный резервуар, расположенный между выходом насоса для создания высокого вакуума и третьим клапаном.
Устройство для подачи инертного газа может состоять из одного или нескольких металлических баллонов, наполненных газом или смесью газов, выбранных из группы: неон, аргон, гелий, криптон и ксенон.
Другим объектом изобретения является узел системы для откачки и наполнения ламп газом, состоящий из двух клапанов, соединенных посредством стеклянных трубок в единую деталь, первый из клапанов расположен в трубке, один из свободных концов которой выполнен с возможностью присоединения к насосу для создания предварительного вакуума, а второй конец идет к основной части системы, посредством соединения в виде трубки, соединяющей с секцией системы, идущей к лампам, второй из клапанов расположен в трубке, один из свободных концов которой выполнен с возможностью присоединения к вакуумному резервуару, и затем, через насос для создания глубокого вакуума - к основной части системы, а второй свободный конец трубки идет к трубке, соединяющей первый клапан и насос для создания предварительного клапана.
Диффузионный насос, вакуумный резервуар и трубки предпочтительно выполнены из стекла.
Сущность изобретения поясняется фиг.1 и фиг.2
На фиг.1 показана схема предлагаемой системы
На фиг.2 показан узел системы в виде единой детали.
Система для откачки и наполнения ламп газом содержит устройство для подачи инертного газа 1, насос для создания предварительного вакуума, например, двухступенчатый ротационный насос 2 и насос для создания
глубокого вакуума, например, диффузионный насос 3, соединенные между собой посредством стеклянных трубок 4, внутри которых размещены клапаны. Первый из клапанов - В расположен между входом к лампам и входом насоса для создания предварительного вакуума 2, второй Н - между входом к лампам и входом насоса для создания глубокого вакуума 3, третий F - между выходом насоса для создания глубокого вакуума 3 и входом насоса для создания предварительного вакуума 2, а четвертый клапан - А служит для обеспечения впуска атмосферного воздуха в систему. В систему введен дополнительный клапан S, расположенный между клапанами В и Н и разделяющий с одной стороны вход к лампам и вход насоса для создания предварительного вакуума 2 от всей остальной системы с другой стороны.
Между диффузионным насосом и клапаном F расположен вакуумный резервуар 5, функция которого состоит в том, чтобы постоянно обеспечивать диффузионный насос достаточным вакуумом, примерно 10 тысячных Торр для того чтобы он начинал работать с большей скоростью и функционировал даже тогда, когда клапан F закрыт, т.е. во время бомбардинга ламп.
Под позицией б показан манометр редких газов, а под позицией 7 вакуумметр.
Клапаны Вир (см. фиг.2) соединены посредством стеклянной трубки в единую деталь, выполненную с возможностью отделения от трех остальных клапанов.
Клапан В расположен внутри стеклянной трубки 8, один из свободных концов 9 которой выполнен с возможностью соединения с ротационным насосом, а второй конец идет к основной части системы, посредством соединения в виде трубки 10, соединяющей с секцией системы, идущей к лампам. Клапан F размещен в другой стеклянной трубке 11, один из свободных концов 12, которой выполнен с возможностью присоединения к вакуумному резервуару, и затем, через насос для создания глубокого вакуума - к основной части системы, а второй свободный конец 13 трубки идет к трубке 8, соединяющей клапан В и ротационный насос.
Позициями 14 и 15 показаны концы трубок, в которые вставляют клапаны Вир соответственно.
Система работает следующим образом.
При присоединении ламп, клапан S закрыт вместе со всеми другим клапанами, кроме клапана А, затем закрывают клапан А и открывают клапан В.
Первая фаза - бомбардинг, во время которого всасывание происходит через обходной клапан bypass, обозначенный буквой В, напрямую от ротационного насоса 2, таким образом, что прохождение воздуха и загрязнений не касается диффузионного насоса 3. Т.о. диффузионный насос 3 не загрязняется этими загрязнениями и кислородом. После того как лампы будут откачаны примерно до 1 мбар (изменение звука ротационного насоса сообщит оператору, что в трубках уже достаточно вакуума), открывают клапан S, в результате чего вакуумметр будет показывать давление в течение процесса бомбардинга и последующей откачки до более высокого вакуума. Система обеспечивает точный контроль давления воздуха и других газов и испарений в лампе на уровне 1-10 мбар, в то время как через саму лампу проходит электрический разряд. Данный электрический разряд дает необходимое тепло для дегазации и очистки поверхности трубки и люминофорного покрытия, если таковое имеется. Все имеющиеся загрязнения испаряются, всасываются в насосную систему и уничтожаются. Тот же электрический разряд и последующий бомбардинг электродов ионами предполагает дегазацию этих электродов, и, если на электроды предварительно было нанесено напыление активации, бомбардинг ионами поставляет энергию для достаточной химической реакции. Карбонаты, входящие в состав материала для активации, превращаются в оксиды. Покрытие этими оксидами внутренней поверхности электродов приводит к сокращению вольтажа, необходимого для первоначального зажигания, и к функционированию разряда без перебоев.
После охлаждения лампы и открытия клапанов И и F наступает фаза конечного (глубокого) вакуума, создание которого в системе обеспечивается за счет действия диффузионного насоса 3 и вакуумного резервуара, имеющего большой объем.
После завершения фазы глубокого вакуума лампы отделяются от системы при помощи распайки и закрытия соответствующей горелкой стеклянного штенгеля, присоединяющего трубки к системе.