Представлен обзор наиболее распространенных в практике импульсно-периодических клапанов, используемых для газонапуска. Предложена простая конструкция клапана для импульсно-периодической подачи газа в вакуумные устройства. Клапан имеет цилиндрический исполнительный элемент со сквозными радиальными отверстиями. Принцип действия клапана основан на вращательном движении исполнительного элемента относительно выходного отверстия ресивера, заполненного рабочим газом. Массовый расход газа в импульсе, длительность и частота повторения импульсов напуска газа могут меняться в широких пределах. Устройство при работе не создает шума и электромагнитных помех. Важным достоинством предложенного устройства является его масштабируемость.
An overview of the most common pulse-periodic valves used for gas start-up is performed. A simple valve design for pulse-periodic gas supply to vacuum devices is proposed. The valve has a cylindrical actuator with through radial openings. The principle is based on the rotational movement of the actuator relative to the outlet of the receiver filled with work-ing gas. The mass flow rate of the gas in the pulse, its duration and frequency of repetition of the gas intake pulses can vary widely. The device does not cause electromagnetic inter-ference during operation. An important advantage of the proposed device is its scalability.
Идентификаторы и классификаторы
- УДК
- 53.072. Модели
- Префикс DOI
- 10.51368/2307-4469-2025-13-4-339-351
Клапан предложенной конструкции с вращающимся ротором является малошумя-щим и при своей работе не создает электро-магнитных помех, поскольку принцип его действия не предусматривает использования импульсных токов большой амплитуды. Регу-лировка длительности газового импульса и его амплитуды обеспечивается вариацией не-скольких параметров – шириной и длиной щелей ротора и выходного отверстия (отвер-стий) ресивера, частотой вращения ротора, а также давлением газа в ресивере. Большое число варьируемых параметров дает возмож-ность подстраивания рабочих режимов клапа-на под оптимальные условия выполнения конкретной задачи.
Список литературы
- Even U. / Advances in Chemistry. 2014. Vol. 2014. Article ID 636042. doi: 10.1155/2014/636042.
- Even U. / EPJ Techniques and Instrumentation. 2015. Vol. 2. Article number 17. P. 1–22.
doi: 10.1140/epjti/s40485-015-0027-5. - Szpica D., Toczko B., Borawski A., Mieczkow-ski G. / Appl. Sci. 2023. Vol. 13. Iss. 3. P. 1700.
doi: 10.3390/app13031700. - Cross J. B., Valentini J. J. / Rev. Sci. Instrum. 1982. Vol. 53. Iss. 1. P. 38–42. doi: 10.1063/1.1136813.
- Proch D., Trickl T. / Rev. Sci. Instrum. 1989. Vol. 60. Iss. 4. P. 713–716. doi: 10.1063/1.1141006.
- Piezoelectric Gas Leak Valve, Model MV-112, Maxtek, Inc. http://www.maxtekinc.com; piezoelectric pulsed valve (Lasertechnics model LPV).
- Димов Г. И. / Приборы и техника эксперимен-та. 1968. № 5. C. 168–171.
- Bucher J. P., Douglass D. C., Xia P., Bloomfield L. A. / Rev. Sci. Instrum. 1990. Vol. 61. Iss. 9. P. 2374–2377.
doi: 10.1063/1.1141366. - Аретов Г. Н., Васильев В. И., Хамидуллин Ф. Р. / Приборы и техника эксперимента. 1972. № 3. C. 219–222.
- Гартвич Г. Г., Дудников В. Г., Зарвин А. Е., Каляда В. В., Мадирбаев В. Ж. / Приборы и техника эксперимента. 1997. № 2. C. 134–136.
- Otis C. E., Johnson P. M. / Rev. Sci. Instrum. 1980. Vol. 51. Iss. 8. P. 1128–1129. doi: 10.1063/1.1136387.
- Gentry W. R., Giese C. F. / Rev. Sci. Instrum. 1978. Vol. 49. Iss. 5. P. 595–600. doi: 10.1063/1.1135470.
- Войтенко Д. А., Ананьев С. С., Астапенко Г. И., Басилая А. Д., Марколия А. И., Митрофанов К. Н., Мялтон В. В., Тимошенко А. П., Харрасов А. М., Крауз В. И. / Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 12. С. 967–982. doi: 10.7868/S0367292117120071.
- Adams T. E., Rockney B. H., Morrison R. J. S., Grant E. R. / Rev. Sci. Instrum. 1981. Vol. 52. Iss. 10.
P. 1469–1472. doi: 10.1063/1.1136477. - Adriaens M. R., Allison W., Feuerbacher B. /
J. Phys. E: Sci. Instrum. 1981. Vol. 14. P. 1375–1377. - Батурин В. А., Карпенко А. Ю., Литвинов П. А., Пустовойтов С. А. / Прикладная физика. 2010. № 1. C. 125–129.
- Деревянкин Г. Е., Дудников В. Г., Журавлев П. А. / Приборы и техника эксперимента. 1975. № 5. C. 168–169.
- Barnea A. R., Narevicius E., Narevicius J., Vinetsky M., Even U. / Rev. Sci. Instrum. 2021. Vol. 92. P. 015110. doi: 10.1063/5.0030197.
- Коробейщиков Н. Г., Зарвин А. Е. / Вестник НГУ. Сер. Физика. 2006. Т. 1. Вып. 2. C. 29–47.
- Szpica D., Toczko B., Borawski A., Mieczkowski G. / Appl. Sci. 2023. Vol. 13. P. 1700.
doi: 10.3390/app13031700. - Климов Н. С., Коваленко Д. В., Подковы-ров В. Л., Кочнев Д. М., Ярошевская А. Д., Урлова Р. В., Козлов А. Н., Коновалов В. С. / ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2019. Т. 42. Вып. 3. С. 52–62.
- Коваленко Д. В., Климов Н. С., Житлухин А. М. и др. / ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2014. Т. 37. Вып. 4. С. 39–48.
- Klimov N. S., Linke J., Pitts R. A. et al. / J. of Nuclear Materials. 2013. Vol. 438. P. S241–S245.
doi: 10.1016/j.jnucmat.2013.01.036. - Klimov N. S., Putrik A. B., Linke J. et al. / J. of Nuclear Materials. 2015. Vol. 463. P. 61–65.
doi: 10.1016/j.jnucmat.2014.11.098. - Стальцов В. В. / Приборы и техника эксперимента. 2016. № 4. C. 133–139.
doi: 10.7868/S0032816216030137. - Katz A. A., Van de Ven J. D. / Proceedings of the ASME 2009 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. Vol. 10: Mechanical Systems and Control, Parts A and B. – Lake Buena Vista, Florida, USA. 2009. P. 237–246. doi: 10.1115/IMECE2009-11189.
- Van de Ven J. D., Katz A. A. / Journal of Dy-namic Systems, Measurement, and Control – Transac-tions of the ASME. 2011. Vol. 133. P. 011003.
doi: 10.1115/1.4002706. - Ji H., Han J., Wang Y., Wang Q., Yang S., Xie Y., Song Y., Wang H. / Actuators. 2024. Vol. 13. P. 213.
doi: 10.3390/act13060213. - Wang H., Chen Z., Huang J., Quan L., Zhao B. / Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2022. Vol. 35. Iss. 67. P. 1–21. doi: 10.1186/s10033-022-00720-5.
Выпуск

ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Форум «Будущее фотоники» Секция «Системы технического зрения» – взгляд на отрасль «изнутри» (Обзор материалов Форума «Будущее фотоники», Москва, 24–25 июня 2025 г.) Бурлаков И. Д., Наумов А. В., Старцев В. В.
Применение фоторезистора для компенсации фоновой засветки при регистрации оптических сигналов кремниевым фотоумножителем Гулаков И. Р., Зеневич А. О., Кочергина О. В., Казанцев С. Ю.
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Измерение энергии атомов водорода, поступающих в плазму со стенки вакуумной камеры стелларатора Л-2М в режиме омического нагрева Мещеряков А. М., Шапкин В. А., Гришина И. А., Летунов А. А.
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Нанесение сверхтвердых покрытий TiN-Cu на сплав Т15К6 в вакуумном плазмохимическом реакторе Семенов А. П., Цыренов Д. Б.-Д., Улаханов Н. С., Семенова И. А.
Исследование коррозионной стойкости карбидокремниевой керамики, модифицированной нитридом алюминия, к высокотемпературным отжигам на воздухе Асваров А. Ш., Ахмедов А. К., Каневский В. М.
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Инновационная технология производства объективов для ПНВ II+ и III поколений Полесский А. В., Семенченко Н. А., Машошин Д. А., Сайкина Т. С., РолдугинаД. Д. Устройство импульсно-периодического напуска газа с высокой частотой повторения импульсов Акишев Ю. С., Бирюлин Е. З., Климов Н. С., Петряков А. В., Позняк И. М., Хайров А. Р.
Разработка сорбционного кабельного сенсора для контроля герметичности элементов контуров жидкостного охлаждения вычислительных шкафов Рогов А. Ю., Кондратенко В. С.
PHOTOELECTRONICS
The Future of Photonics Forum Technical Vision Systems Section – an inside look at the industry (Review of the materials of the Forum “The Future of Photonics”, Moscow, June 24–25, 2025) Burlakov I. D., Naumov A. V. and Startsev V. V.
Using a photoresistor to compensate for background illumination when recording optical signals with a silicon photomultiplier Gulakov I. R., Zenevich A. O., Kochergina O. V. and Kazantsev S. Yu.
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS Measurements of energy of hydrogen atoms penetrating into plasma from vacuum chamber wall of the L-2M stellarator in ohmic heating regime Meshcheryakov A. M., Shapkin V. A., Grishina I. A. and Letunov A. A.
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Deposition of superhard TiN-Cu coatings on T15K6 alloy in a vacuum plasma-chemical reactor Semenov A. P., Tsyrenov D. B.-D., Ulakhanov N. S. and Semenova I. A.
Study of corrosion resistance of AlN-modified SiC ceramics to high-temperature air annealing Asvarov A. Sh., Akhmedov A. K. and Kanevsky V. M.
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
Cutting edge technology for the production of lenses for NVD II+ and III generation Polesskiy A. V., Semenchenko N. A., Mashoshin D. A., Saikina T. S. and Roldugina D. D.
A pulse-periodic valve with a high pulse repetition rate Akishev Yu. S., Biryulin E. Z., Klimov N. S., Petryakov A. V., Poznyak I. M. and KhairovA. R.
Development of a sorption cable sensor for monitoring the tightness of the elements of the liquid cooling circuits of computer cabinets Rogov A. Y. and Kondratenko V. S.
Другие статьи выпуска
Рассматривается современный отечественный сорбционный кабельный сенсор, не имеющий аналогов в мире по чувствительности и быстродействию, его принцип работы и возможности создания на его основе различных систем контроля, в т. ч. раннего обнаружения утечек из элементов контуров жидкостного охлаждения вы-числительного шкафа. Экспериментальные исследования отечественных кон-струкций сорбционных кабелей подтвердили их высокую чувствительность к поро-говым значениям не только жидкой фазы, но и к изменениям уровня относитель-ной влажности воздуха. Физическое моделирование показало, что принцип работы сорбционного кабельного сенсора или сорбционного измерительного преобразователя основан на двух физических процессах: сорбции и электропроводности. Получены расчетные значения выходного тока сорбционного кабеля близкие к экспериментальным данным. Представлена система контроля герметичности элементов контуров жидкостного охлаждения вычислительных шкафов во всех критичных точках возможной разгерметизации.
В оптическом приборостроении существует противоречие массогабаритных характеристик и требований к качеству оптической системы – вся промышленность стремится к миниатюризации изделий, однако чем выше, требования к оп-тическим системам, тем большее число оптических элементов требуется для коррекции аберраций, что приводит к увеличению массы изделия и его габаритов. В данной работе предложено решение для крупносерийного производства, способствующее уменьшению массогабаритных характеристик оптических систем за счет создания асферических поверхностей, без необходимости вытачивать асферику на каждой линзе, посредством применения технологии прецизионного прессо-вания оптических элементов – инновационной для России технологии, которая позволяет создавать оптические элементы сложного профиля (асферические поверхности, free-form поверхности), которые более эффективны в коррекции абер-раций, что позволяет уменьшить число линз в составе объектива. Для подтверждения эффективности технологии представлено сравнение объективов для при-боров ночного видения (ПНВ) на основе электронно-оптического преобразователя (ЭОП) II+ поколения и ЭОП III поколения: сравнение объективов, разработанных из материалов для прецизионного прессования, с их прототипами из обычных стекол продемонстрировало уменьшение массогабаритных характеристик при сохранении достаточного качества изображения для использования их в ПНВ.
Выполнено сравнительное исследование стойкости к высокотемпературному окислению на воздухе при 1200°С керамических материалов, полученных путем искрового плазменного спекания порошков SiC и SiC + AlN (25 вес. %). Проведен анализ констант пассивного окисления керамик в зависимости от их состава и пористости. Показано, что интенсивность окисления керамик в первую очередь определя-ется уровнем и характером остаточной пористости. Подробно рассмотрены факторы воздействия модифицирующей добавки AlN на процессы уплотнения керамики и последующего ее окисления при высокотемпературных отжигах. Показана перспективность использования данной добавки для получения плотной композиционной керамики на основе SiC с кратно улучшенной коррозионной стойкостью.
На основе установленных технологических параметров синтеза TiN в азот содержащей плазме испарением Ti вакуумно-дуговым разрядом, предложено нанесение покрытий TiN-Cu путем инжекции паров Cu в область синтеза TiN, распыляя Cu магнетронным разрядом. Согласно рентгенофазовому анализу, рефлексы отражений меди не наблюдаются, хотя рентгеноспектральный микроанализ структуры покрытий подтверждает наличие меди в исследуемых покрытиях по всему профилю покрытий. Проведены стойкостные испытания покрытий TiN-Cu на шестигранных сменных пластинах из твердого сплава Т15К6 при резании стали 40Х. Показано, в предложенном режиме нанесения покрытий TiN-Cu, состав TiN–5,57 ат.% Cu увеличивает стойкость пластин Т15К6 в 2,5 раза по сравнению с инструментом без покрытия. Замеренные составляющие сил при срезании на пластинах с покрытием TiN–Cu свидетельствуют об отсутствии вибраций (шумов) режущего инструмента, что косвенно объяснено влиянием трибологических свойств покрытия на стойкость инструмента снижением силы трения и увеличением теплоотвода из зоны контакта режущей кромки инструмента с обрабатываемым материалом, способствуя уменьшению температуры в зоне резания.
По Доплеровскому уширению линии H измерена энергия атомов водорода, поступающих в плазму со стенки вакуумной камеры в режиме омического нагрева в стеллараторе Л-2М, которая оказалась равной 4,1 эВ. Проведено моделирование проникновения в плазму нейтрального водорода с измеренной энергией, и рассчитаны энергетические спектры потока атомов перезарядки, вылетающих из плазмы. Проведено сравнение полученных результатов с результатами аналогичных расчетов с энергией проникающих в плазму нейтралов 2 эВ, которую принято использовать при моделировании. Показано, что изменение энергии поступающих со стенки нейтралов существенно влияет на проникновение нейтральных частиц в цен-тральные области плазмы. Моделирование показало, что при энергии нейтралов со стенки 4,1 эВ в центральные области плазмы проникает в полтора-два раза больше нейтральных частиц, чем при энергии 2 эВ.
Показано, что такое включение позволяет компенсировать наличие изменяющегося уровня фонового излучения в диапазоне от 0 до 3500 лк и избежать «ослепления» кремниевого фотоумножителя, тем самым на порядок увеличить динамический диапазон фотоумножителя в условиях фоновой засветки. При этом удается обеспечить уменьшение пиковой амплитуды оптического сигнала не более чем на 10 %.
В Москве 24–25 июня 2025 г. при поддержке Минпромторга России, Минобрнауки России, РАН, ГК «Росатом», ГК «Ростех», ГК «Роскосмос» и ФПИ состоялся Форум «Будущее фотоники». Он был организован холдингом АО «Швабе» при активном участии Государственного научного центра Российской Федерации АО «НПО «Орион». В работе Форума приняли участие, представители федеральных органов исполнительной власти, вузов, научных и промышленных предприятий. В выступлениях докладчиков на секции «Системы технического зрения» прозвучали предложения для достижения технологического суверенитета Российской Федерации в области фотоники и оптоэлектроники
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400