Ионные насосы сорбционно-ионные

Вторая часть книги посвящена типовым задачам, выполняемым студентами в вакуумном практикуме. Представлено 18 лабораторных работ (пароструйные насосы высоковакуумного и бустерного типов масляно-ротационные насосы сорбционно-ионные насосы с термическим испарением и катодным распылением титана манометры термопарные, ионизационные, магниторазрядные и других типов течеискатели гелиевые и галоидные). [c.4]

В книге систематизирован основной материал, необходимый для проектирования и эксплуатации аппаратуры, работающей н разреженной среде. Приведены теоретические основы вакуумной техники (кинетическая теория разреженных газов, расчет пропускной способности вакуумных систем, основные сведения из теории теплообмена при испарении и конденсации в вакууме) описаны основные типы вакуумных аппаратов химического машиностроения (выпарные, дистил-ляционные, сушилки, фильтры, сублимационные установки, крностаты и др.), вакуумные материалы и арматура, средства для измерения и получения вакуума (конденсаторы, работающие при давлениях выше и ниже тройной точки, насосы механические, струйные и сорбционно-ионные). [c.2]

Предварительную откачку системы до 10 мм рт.ст. осуществляют двумя сорбционными насосами с молекулярными ситами, охлаждаемыми жидким азотом. После включения ионных насосов стеклянные трубки, ведущие к сорбционным насосам, отпаивают и далее систему откачивают только ионными насосами. [c.96]

Проблема сорбции газов и паров поверхностью твердого тела имеет важнейшее значение для вакуумной техники, с одной стороны , из-за необходимости удаления газов и паров, находящихся на поверхности стенок вакуумных аппаратов с другой стороны, вследствие применения этого явления для откачки газов сорбционно-ионными насосами и различными геттерами. Термин сорбция объединяет понятие адсорбция — поглощение газа или пара поверхностью тела с образованием пленки толщиной порядка нескольких молекул — и абсорбция ,, или окклюзия, — проникновение газа в глубь твердого тела. Во многих случаях эти два процесса существуют совместно. Способность твердых веществ к поглощению газов и паров различна для разных веществ (табл. 9 и 10). Наибольшая способность к поглощению проявляется у пористых тел, так как они обладают большей удельной поверхностью. Под удельной поверхностью понимается величина поверхности единицы массы адсорбента. [c.30]

Большая ловушка с магнитными пробками Огра была построена в Институте атомной энергии в 1958 г. Вакуумная камера изготовлена. из нержавеющей стали. Длина камеры 19 м, внутренний диаметр 1,4 м. К концам камеры присоединены вакуумные агрегаты, включающие ртутные диффузионные и сорбционно-ионные насосы. Внутри камеры расположены титановые распылители. Средний диаметр обмотки, создающей магнитное поле, 1,8 м. Для получения интенсивного пучка молекулярных ионов водорода используется дуговой источник с поперечным магнитным полем. Давление в камере при введенном пучке поддерживается на уровне 10 мм рт. ст. В отсутствие пучка поддерживается давление 10" мм рт. ат. Молекулярный ион, инжектированный в ловушку, проходит длинный путь, многократно отражаясь от пробок, и в конце концов ударяется об инжектор. [c.363]

СОРБЦИОННО-ИОННЫЕ НАСОСЫ [c.494]

Недостатком сорбционно-ионного насоса является малая скорость откачки инертных газов. Увеличение ее может быть достигнуто приме-494 [c.494]

Характеристики сорбционно-ионных насосов [c.495]

Фиг. 357. Сорбционно-ионный насос

Электроразрядные насосы. В электроразрядных сорбционно-ионных насосах термическое испарение титана заменено катодным распылением. На фиг, 358 показаны электроразрядные сорбционно-ионные насосы, которые характеризуются тем, что у них ионизатор построен по типу магнитного электроразрядного манометра. Насос, показанный на, фиг 358, а, работал в области давлений 10 —мм рт. ст. Катоды, являющиеся испарителями титана, изготовлены из титановой [c.496]

Сорбционно-ионный насос СИН-20-2 имеет следующую характеристику [c.64]

Под влиянием электрического и продольного магнитного нолей первичные электроны, возникающие в небольших количествах при естественных процессах, ионизируют газы и пары в объеме насоса. Образующиеся ионы бомбардируют катоды (титановые пластины) насоса, вызывая их распыление. Катоды в свою очередь испускают вторичные электроны, вызывающие дополнительную ионизацию газов и паров. Распыленные частицы титана, обладающие высокими сорбционными свойствами, осаждаются на аноде и интенсивно поглоща- [c.95]

Было установлено, что сорбционные свойства пленок молибдена и нержавеющей стали при температуре —196° С практически близки к сорбционным свойствам иодидного титана. Вместе с тем оба эти металла легкодоступны и имеют значительно меньшую стоимость по сравнению с титаном, что делает их перспективными для использования в охлаждаемых геттерно-ионных насосах. Кроме того, нержавеющая сталь имеет более низкую температуру начала заметного испарения и требует меньшей мощности для испарения, чем титан. Для повышения сорбционной емкости пленок при обычных температурах нержавеющая сталь может применяться совместно с небольшим количеством иодидного или технического титана (около 10%). Пленки (налеты), получающиеся в результате распыления материала, из которого изготовлена вакуумная установка, при конденсации на охлаждаемых поверхностях также могут понижать давление в откачиваемом объеме. [c.105]

Наличие эффузионного отверстия малой величины затрудняет уравнивание состава остаточной атмосферы внутри>и вне камеры. Для выяснения этих вопросов была выполнена экспериментальная работа. В вакуумный прибор, откачиваемый сорбционно-ионным титановым насосом типа СИН, помещалась большая трубчатая эффузионная камера из нержавеющей стали, нагреваемая пропусканием электрического тока (рис. 6), С камерой был соединен специальный вентиль, имеющий три положения, которые позволяли подключать омегатрон спектрометра попеременно к внутреннему объему камеры, к окружающему камеру объему или закрывать омегатрон сам на себя . [c.353]

Начальное давление Рнач — это наибольшее давление на входе насоса, при котором он может начать нормальную работу. Механические и адсорбционные насосы могут начинать откачку с атмосферного давления насосы пароструйные и сорбционно-ионные требуют предварительного разрежения. [c.47]

Цеолитовые вакуумные агрегаты ЦВА являются простыми средствами безмасляной откачки от атмосферного давления до Ю —10 тор. Они применяются для предварительной откачки сорбционно-ионных насосов, для безмасляной откачки в технике физического эксперимента в условиях, требующих отсутствия загрязнений, вибраций, шумов и т. д. [65]. Каждый агрегат имеет два параллельных цеолитовых вакуумных насоса с вентилями. На один из насосов надвигают сосуд Дьюара с жидким азотом для охлаждения, и он производит откачку на другой насос, отсоединенный вентилем, надвигают одновременно нагреватель для регенерации цеолита. Затем нагреватель и сосуд Дьюара меняют местами и т. д. [c.87]

Работа Сорбционно-ионный насос СИН-5-4 [c.190]

Аппаратура. В лабораторную установку (рис. 97) входят следующие элементы. 1. Сорбционно-ионный насос СИН-5-4. 2. Пульт и блок питания СИН-М-2. 3. Переходный объем. 4. Пароструйный агрегат ВА-05-1 с насосом Н-5С. 5. Полупроводниковая ловушка ТВЛ-100. [c.190]

Сорбционно-ионный насос СИН-5-4 [c.204]

Предварительное разрежение для сорбционно-ионно-го насоса создается с помощью механического насоса [c.204]

ВН-461 и высоковакуумного агрегата ВА-05-1 с диффузионным насосом Н-5С. Для того чтобы избежать проникновения паров масла из диффузионного насоса в объем сорбционно-ионного насоса, применена полупроводниковая ловушка ТВЛ-100 с блоком питания. Эта ловушка охлаждается за счет эффекта Пельтье, возникающего в полупроводниках при прохождении постоян- [c.205]

Для включения насоса СИН-5-4 необходимо установить ток накала спирали ионизатора 22,5 0,5 а мощность разогрева штабика испарителя 185 5 вт начальный интервал подачи проволоки должен быть равен 15 сек. После начала испарения титана разрежение в системе заметно улучшается, при этом следует снять зависимость изменения давления от времени. После перекрытия высоковакуумного вентиля откачка производится только сорбционно-ионным насосом, при этом студенты измеряют давление в зависимости от времени откачки через каждые 5 мин до установления в системе предельного вакуума порядка 10 тор. [c.206]

Каков принцип действия сорбционно-ионных насосов [c.215]

Каковы преимущества магниторазрядных насосов перед сорбционно-ионными [c.215]

В некоторых случаях использование парортутных или паромасляных насосов нежелательно из-за необходимости улавливания паров рабочей жидкости. По этой причине, так же как и для получения более низких значений предельного давления, чем те, которые могут быть получены с помощью паромасляных диффузионных насосов, в последнее время стали применяться так называемые ионные насосы и, как их дальнейшее развитие, сорбционно-ионные насосы. [c.205]

Для удлинения пути электронов внутри насоса создается магнитное поле, направленное внутрь трубы. Наличие магнитного поля заставляет электроны двигаться по винтовым линиям, что дает возможность уменьшить габариты насоса. Для увеличения скорости откачки ионных насосов были введены в употребление так называемые сорбционно-ионные насосы, в которых ионизация дополняется эффектом поглощения газа металлическими поверхностями. [c.205]

Фиг. 358. Электроразрядные насосы а — сорбционно-ионный насос с титановым испарителем и магнигным электроразрядным ионизатором б — магнитный электроразрядный насос 1 — катоды 2—аноды Я — направление магнитного поля.

Сорбционно-ионный насос. [c.209]

Ранее мы упоминали, что наибольшая скорость откачки может быть достигнута при совмещении ионного принципа откачки с сорбционным эффектом. Описан ряд конструкций ионных насосов с горячим катодом, в которых одновременно производится распыление какого-либо металла, главным образом титана, с целью поглощения молекул газа металлическими поверхностями. [c.209]

На фиг. 92 приведена принципиальная схема работы насоса, на фиг. 93 — общий вид сорбционно-ионного насоса СИН-5-3. Аналогичный вид имеет и насос СИН-20-2. [c.209]

Жидкофазные насосы наиболее мощные. В насосах сорбционно-ионной серии СИН капля титана образуется на конце проволоки при облучении ее нагревающим электронным пучком проволочка периодически подается двигателем с реле. Эти насосы имеют ионизатор магне-тронного типа, в котором магнитное поле создается внешней обмоткой на корпусе насоса, а разряд — электродами с напряжением до 10 кв (анод — стакан и катод— стержень вне его). Жидкофазные насосы СИН имеют предельный вакуум (1- 2)-10 тор, скорость испарения титана до 10 мг1мин, быстроту откачки по водороду 2-10 л/сек (СИН-20) и 5-10 л/сек (СИН-5), по аргону 35 л1сек они потребляют мощность порядка 1,4 кет. Предельное давление образуется молекулами метана и этана, синтезируемыми из углерода стали и водорода воздуха. Недостаток насосов СИН — сложность конструкции и относительно низкая надежность. [c.77]

Проектированию и выбору системы откачки следует уделять наибольшее внимание, так как именно она представляет собой как наиболее важную, так и наиболее доро1 ую часть практически любой вакуумной линии. К насосам, используемым в химических вакуумных линиях, предъявляются особые требования. В частности, они должны быть высокопрочными и высокопроизводительными, а также способными к длительной работе в 1 иклическом режиме, условия довольно сильно охраничивают возможный выбор и позволяют сразу исключить из рассмотрения в данной книге некоторые типы насосов, например сорбционные, ионно-сорбционные и сублимационные. [c.48]

В некоторых случаях использование парортутных или паромасляных насосов нежелательно из-за необходимости улавливания паров рабочей жидкости. По этой причине, так же как и с целью получения более низких значений предельного давления, применяются ионные и, как их дальнейшее развитие, сорбционно-ионные насосы. Принцип действия ионного насоса состоит в том, что в объеме насоса происходит ионизация газа, поступающего из реципиента, и образующиеся ионы перемещаютсг в направлении к катоду, откуда они после нейтрализации удаляются насосом предварительного разрежения. Ионизация газа производится электронами, испускаемыми катодом. Скорость откачки насоса невелика, а расход энергии значительно больше, чем для диффузионного насоса. Откачивающий эффект ионного насоса зависит ог того, на сколько число образующихся ионов превышает количество молекул газа, диффундирующих обратно в откачиваемый объем со сто])оны форвакуума. Чтобы достигнуть нужного эффекта, необходимо стремиться к удлинению пути ионизации, т. е. удлинению пути электронов от катода к аноду, использова"ь высокое напряжение и катоды с большой электронной эмиссией. [c.492]

Ионные иасосы могут создавать предельн1эе давление порядка 10" — 10" мм рт. ст. при скорости откачки нес колько тысяч литров в секунду, однако большой расход энергии ограничивает их промышленное применгние. В этом отношении значительно более выгодными и надежными при работе в промышленных условиях являются сорбционные и сорбционно-ионные насосы. Описан ряд конструкций ионных насосов с горячим катодом, в которых одновременно с процессом ионной откачки производится распыление какого-либо металла, чаще всего титана, с целью поглощения молекул газа поверхностью распыляемого металла [349], [381]. Работа насоса основана на способности распыленного металла интенсивно поглощать газы в присутствии электрического поля. При этом поглощающее действие особенно сильно проявляется для химически активных газов, а нейтральные газы и водяной пар удаляются главным образом ионной откачкой. Предельное давление, создаваемое насосом, обычно составляет 10 —10" мм рт. ст. Скорость откачки насосов достигает 20 000 л сек. Титан для распыления применяется в виде проволоки, которая сматывается с катушки. Преимуществом насоса является то обстоятельсгво, что он не требует ловушек или отражателей, а также не нуждается в непрерывной работе форвакуумного насоса. Такие насосы широко применяются в современных ускорителях заряженных частиц. [c.494]

Если необходимая скорость откачки неможе быть достигнута присоединением отдельно расположенных сорбционно-ионных насосов, то применяются итановые испарители, устанавливаемые внутри камеры. [c.496]

Дальнейшим развитием ионных наеосов являются сорбционно-ионные насосы, которые предназначены для откачки газов (кроме инертных и коррозионно действующих на материал насоса) в диапазоне давлений 1.10- —3-10 мм рт. ст. В этих насосах совмещен принцип ионной откачки с сорбционным эффектом. Имеется целый ряд конструкций ионных касосов с горячим [c.63]

Много усилий было предпринято для вывода уравнений быстроты откачки, основанных на различных моделях захвата ионов [130]. Если эф фективность захвата поверхностью в течение всего процесса остается неизменной, то давление в замкнутой системе при откачке ионным насосом должно экспоненциально падать во времени, что, вопреки ожиданиям, экспе риментально не подтверждается. Не имели успеха и попытки, в которых, принималось во внимание наблюдаемые на опыте спадающие зависимости быстроты откачки и учитывалось уменьшение числа свободных для захвата состояний. Это связано с тем фактом, что захвату ионов всегда сопутствуют процессы освобождения газа, которые усиливаются по мере приближения поверхности мишени к состоянию насыщения. Идентифицированы два механизма освобождения газа. Из-за термической активации происходит спонтанная десорбция захваченных газов. Она может наблюдаться и послг выключения ионной откачки [133]. Падающие ионы вызывают в процессе откачки обратную диффузию и десорбцию газа. Прямыми экспериментальными доказательствами выделения газа вследствие ионной бомбар дировки являются так называемые эффекты памяти . Они наблюдаются, если в серии следующих друг за другом экспериментов насос откачивает различные газы. В процессе второго цикла откачки исходная концентрация захваченного на поверхности мишени в предыдущем цикле данного сорта газа уже не соответствует его новому парциальному давлению. Вследствие этого первоначально захваченный газ выделяется в вакуум до тех пор, пока не наступит новое равновесное состояние. Таким образом, предельное давление, полученное с помощью ионного насоса, соответствует не просто условию, когда все свободные сорбционные состояния заполнены, а определенному динамическому равновесию, в котором сбалансированы процессы захвата ионов и выделения газов. Хотя ионы могут быть внедрены и в стекло, наиболее эффективными для захвата являются по- [c.211]

Геттерные (хемосорбционные) насосы с возобновляемой пленкой титана по способу ее осаждения делятся на два типа геттерно-испарительные и магниторазрядные. Сорбционно-ионные насосы снабжены ионизирующими устройствами для усиления откачки инертных газов, азотитные насосы оснащены охлаждаемыми жидким азотом поверхностями для использования низкотемпературной сорбции и т. д. [c.47]

Ионно-сорбционные или гетерно-ионные насосы по принципу действия используют свойство некоторых металлов поглощать газы. В насосах непрерывно испаряется титановая проволока, пары которой поглощают водород, азот и кислород. Предельное разряжение, создаваемое насосами, равно 10 мм рт. ст. [c.34]

Большим достоинством геттерно-ионных насосов, как и других сорбционных насосов, является отсутствие рабочей жидкости, что позволяет получать с их помощью вакуум, практически свободный от углеводородных загрязнений (безмасляный вакуум). Эти насосы не требуют охлаждаемых ловушек на входе и часто присоединяются к откачиваемому сосуду без промежуточного крана, благодаря чему эффективно используется быстрота действия насоса. Как все сорбционные насосы, гет-терно-ионные насосы не боятся аварийных отключений энергии, так как при этом наблюдается довольно медленный рост давления в откачиваемом сосуде, бесшумны в работе, не создают вибраций, не требуют непрерывной работы насосов предварительного разрежения. Насосы с термическим испарением титана очень быстро запускаются в работу. [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология