Криогенные вакуум-насосы

Вакуумная техника широко используется в различных типах криогенных устройств для получения вакуума в теплоизоляции для использования жидкостей, кипящих под вакуумом при предварительном охлаждении для получения криогенных веществ в твердой фазе для получения температур ниже 4,2° К путем откачки паров жидкого гелия и т. п. В свою очередь", криогенная техника широко используется в вакуумной технологии криогенные вакуум-насосы, холодные ловушки. При выборе вакуумных систем следует учитывать такие параметры, как пропускная спо- [c.219]

Другой тип крионасосов представляют адсорбционные насосы. Применение эффективных адсорбентов (цеолитов), охлаждаемых жидким водородом или гелием, позволяет осуществлять интенсивную откачку. Криогенные вакуум-насосы, используемые для расходных камер большой производительности, обеспечивают работу аэродинамических труб с разряженным потоком (р = ЫО расход 1 сек). Применение крионасосов в этом случае оказывается экономически значительно более выгодным, чем использование диффузионных вакуум-насосов. [c.259]

КРИОГЕННЫЕ ВАКУУМ-НАСОСЫ [c.254]

Получение вакуума ниже 1 10 мм рт. ст., а также обеспечение большой скорости откачки при сравнительно умеренном вакууме является сложной технической задачей. Криогенные вакуум-насосы содействуют решению этой задачи, а в некоторых случаях являются единственно приемлемым средством для решения этой проблемы. [c.254]

Циклы для получения жидкого гелия с дросселированием, с расширением в детандере, комбинированные и каскадные). Подобно жидкому водороду, жидкий гелий долгое время получали только в лабораторных условиях в небольших количествах. В настоящее время гелий широко используют в науке и технике, поэтому существует большое число гелиевых ожижителей и рефрижераторов, предназначенных для охлаждения сверхпроводящих систем, криогенных вакуум-насосов, квантовых генераторов, а также различных приборов и аппаратуры. [c.34]

Принцип действия криогенного вакуум-насоса состоит в конденсации газа на поверхности, имеющей низкую температуру. Остаточное давление определяется упругостью пара твердого вещества при данной температуре охлаждения и может быть вычислено по формуле (165 ). На рис. 131 даны кривые упругости паров для некоторых веществ. Очевидно, что такие вещества, как неон и водород, требуют очень низкой температуры для получения глубокого вакуума. В еще большей степени это касается гелия. [c.255]

Криогенные вакуум-насосы [c.255]

Вакуум в газовом контуре стенда создают с помощью вакуум-насоса И. При давлении в контуре выше атмосферного откачка и сбор рабочего вещества осуществляются с помощью компрессорно-конденсаторного агрегата 13. Если давление насыщения рабочего вещества при температуре окружающей среды слишком велико, то вещество можно, не конденсируя, закачать в баллоны. Опыт показывает, что попытка откачать из контура рабочее вещество при давлении ниже атмосферного, как правило, сопровождается подсасыванием воздуха на линии, соединяющей контур с компрессорно-конденсаторным агрегатом. Это проявляется в первую очередь в резком увеличении давления конденсации из-за уменьшения парциального давления рабочего вещества при подсасывании к нему воздуха, поэтому часть рабочего вещества, оставшегося в контуре, приходится выбрасывать в атмосферу. Необходимо отметить, что в принципе этого можно избежать, применив криогенную откачку. [c.126]

Прогресс в области криогенной техники позволил сделать насосы, основанные на этом принципе, одним из перспективных средств создания высокого и сверхвысокого вакуума. Обычно эти насосы называют криогенными вакуумными насосами. [c.82]

Откачиваемый гелий из выхлопного патрубка 2 механического насоса нагнетается в газгольдер. Давление засасываемого гелия измеряется стрелочными моновакуумметрами 3 и 5. Вакуум в реципиенте измеряется ионизационным манометром 8 обращенного типа. Между конденсатором и механическим насосом помещен регулирующий сильфонный вентиль 4, при помощи которого регулируется расход гелия, а следовательно, и температура конденсатора в диапазоне от 2,5 до 20° К. Вентиль управляется от датчика температуры 6, выполненного по принципу газового термометра. Скорость откачки криогенного насоса остается практически постоянной в широком диапазоне давлений. [c.124]

Криогенные вакуум-насосы 257 [c.257]

Водород используют в процессах синтеза аммиака, метилового и изобутилового спиртов, при гидрогенизации топлив. В последние годы наблюдается значительное расширение областей применения жидкого водорода. В качестве хладоагента жидкий водород применяют в различных термобарокамерах, в криогенных конденсационных и адсорбционных вакуум-насосах, позволяющих достигать глубокого вакуума. Физику твердого тела изучают в условиях низких температур [6]. [c.7]

В качестве хладоагента жидкий водород применяется в различных термобарокамерах, в которых имитируются условия космического полета, в криогенных конденсационных и адсорбционных вакуум-насосах, позволяющих достигать глубокого вакуума (остаточное давление до 10 2 мм рт. ст.) [1, 2]. [c.5]

Область применения криогенных конденсационных насосов не ограничивается приведенными. выше примерами. Отсутствие движущихся частей делает конструкции крионасосов простыми и надежными, отсутствие рабочих веществ позволяет им создавать абсолютно чистый вакуум. Эти положительные качества крионасосов позволяют им быстро завоевывать прочные позиции в таких отраслях науки и техники, как электроника, металлургия, техника получения сверхчистых и полупроводниковых материалов и многих других. Способность же крионасосов откачивать агрессивные газы и пары позволяет использовать их в химических производствах, а также для откачки плазмохимических реакторов, выхлопов ракет и тому подобных объектов, где все другие средства откачки просто не годятся. [c.84]

Жидкий В. применяется как горючее в ракетной и космич. технике, для заполнения пузырьковых камер, в кач-ве хладагента в криогенных конденсационных и адсорбционных вакуум-насосах. [c.401]

Большим достоинством криогенных насосов является то, что для получения с их помощью сверхвысокого вакуума нет необходимости длительного прогрева рабочего объема установки. Конструкции насосов достаточно просты, и основной проблемой их эксплуатации является получение, использование и утилизация низкотемпературных хладагентов. При этом энергетические затраты, необходимые для получения хладагентов, сопоставимы с затратами при работе паромасляных агрегатов, обеспечивающих ту же самую скорость откачки. Недостатком криогенных насосов является то, что они не откачивают те газы, которые не конденсируются или не адсорбируются охлажденными поверхностями. Так, например, если в качестве хладагента использовать жидкий водород, то насос будет откачивать гелий и водород. Если необходима откачка этих газов, то, помимо криогенного насоса, к рабочему объему установки может быть подсоединен насос другого типа (например, паромасляный или титановый насос с небольшой быстротой действия). Для удаления водорода во многих случаях достаточно эпизодическое напыление титана на поверхность, охлаждаемую жидким азотом [c.133]

Рефрижераторные системы предназначены для охлаждения различных объектов, находящихся при криогенных температурах. Такого рода системы весьма многочисленны и разнообразны к ним, в частности, относятся криогенные г 2 вакуум-насосы, установки для конденсации паров криогенных жидкостей при их длительном хранении охлаждаемые элементы радиоэлектронной аппаратуры, различные типы сверхпроводящих устройств и т. п. [c.63]

В состав воздуха (по объему) входит 18-10 % неона, 0,5 X X 10 % водорода и 5,3-10 % гелия. В сумме эти три компонента занимают объем 2,38-10 %, что соответствует их парциальному давлению 1,81 10 мм рт. ст. Следовательно, при наличии такого состава газа, даже при Т = 20° К, не может быть получено глубокого вакуума. Задача может быть решена путем уменьшения объемного содержания Ые, Нз и Не другими методами — например, предварительной откачкой диффузионными вакуум-насосами до 1 10 л<л< рт. ст. с последующим вымораживанием в криогенных насосах. [c.255]

За последние годы потребность промышленности в неоне сильно возросла в связи с использованием его в криогенной технике. Поэтому в качестве источника сырья для производства чистого неона организован отбор неоно-гелиевой смеси из блоков крупных воздухоразделительных установок (см. разд. 4.7). Отбираемая неоногелиевая фракция, содержащая 40% (Ые + Не) и 60% N2, подвергается переработке в сырую неоно-гелиевую смесь на установке, схема которой дана на рис. 4.58. Неоно-гелиевая фракция из основного блока разделения воздуха поступает в теплообменник 1, где охлаждается парами отходящего азота, а затем направляется в трубки дефлегматора 2, где она обогащается Ые и Не в результате конденсации азота. В межтрубное пространство дефлегматора поступает жидкий азот из основного блока. Вакуум-насос 11 откачивает пары азота для понижения температуры ванны жидкого азота в дефлегматоре. Пары азота перед поступлением в насос нагреваются в теплообменнике 1 и подогревателе 12. Обогащенная неоно-гелиевая смесь собирается в газгольдере 8, откуда перекачивается мембранными компрессорами 9 в баллоны 10. Установка снабжена указателями уровня 3, 4, указателем расхода 5, манометрами 6, 7 и газоанализатором 13. Баллоны наполняются сырой неоно-гелиевой смесью под давлением 150—165 кгс/см . При работе без откачки паров азота производительность установки составляет около 600 дм ч неоно-гелиевой смеси, содержащей 75— 78% (Ые + Не) коэффициент извлечения Ые-ЬНе равен 0,50—0,52. [c.269]

В отличие от схемы на рис. 63 в данной установке нет регенераторов, водородного компрессора высокого давления и вакуум-насосов для откачки паров N2, однако в нее включены колонна промывки жидким метаном и низкотемпературные адсорберы. В обеих схемах необходимо получать очень чистый водород, который отводится из куба колонны для разделения смеси Н2 - Не, так как этот поток используется для регенерации адсорберов или, как это имеет место в схеме на рис. 63, для очистки регенераторов. Молярная доля водорода для осуществления этих процессов должна составлять 98-99%. Холодопотери криогенного блока компенсируются за счет холодопроизводительности азотного цикла в сочетании с холодом, получаемым за счет дроссель-эффекта азотной и метановой фракций. [c.184]

Многие типы гелиевых установок могут работать как в ожижи-тельном, так и в рефрижераторном режимах, что нередко используется в криогенной технике. Для некоторых криогенных систем, в частности для криогенных вакуум-насосов и для охлаждения сверхпроводящих устройств, требуется вначале накопить жидкий гелий, а затем поддерживать его постоянное количество. В этом случае рефрижераторный режим служит для конденсации непрерывно испаряющейся жидкости. В лабораторной практике гелиевые ожижители нередко используются как криостаты, в которых накопленная жидкость применяется для экспериментов, а ее постоянное количество обеспечивается работой ожижителя по рефрижераторному циклу. Рефрижераторный режим не всегда сопровождается ожижением гелия, нередко тепло от охлаждаемого объекта отводится путем подогрева газообразного гелия. [c.160]

Влияние переконденсации (перекачки) на получение вакуума при использований криогенных насосов. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Низкотемпературная адсорбция и криогенный вакуум , Харьков, 1971, вып. 1, с. 47—61. Авт. С. Ф. Гришин, Е. Я. Гришина, В. А. Коваленко и др. [c.149]

Для получения еще более высокого вакуума применяют криогенные (конденсационные) насосы. [c.470]

Другим способом получения сверхвысокого вакуума является использование комбинированной откачки. На рис. 3-90 изображена рабочая камера напылительной установки, в которой используется комбинированная откачка с помощью паромасляного диффузионного насоса, а также криогенного насоса 1, охлаждаемого жидким гелием, и азотита 2. В результате комбинации указанных откачных средств в рабочем объеме установки без применения прогрева удается быстро получить сверхвысокий вакуум. [c.288]

К. Такую машину предполагается использовать для обратной конденсации паров водорода, а также как криогенный насос для создания глубокого вакуума. [c.76]

Высокий вакуум в ионной оптике и квадрупольном фильтре масс создают с помощью турбомолекулярных насосов, которые вытеснили масляные диффузионные и криогенные насосы в большинстве производимых систем. Число различных схем ионной оптики, производимых в настоящее время, иллюстрирует трудность создания системы, эффективной во всем диапазоне масс. Более того, процессы в сверхзвуковом потоке и ионной оптике изучены недостаточно, поэтому необходима дальнейшая работа, чтобы достичь понимания того, как функционирует эта часть системы ИСП-МС. В настоящее время эффектив- иость экстракции и прохождения ионов обеспечивает 10 отсчетов в секунду для 1 мкг/мл определяемого элемента в растворе. Следует отметить, что в случае использования секторного МС необходимо ускорять ионы перед входной щелью МС до кинетической энергии в несколько кэВ. Это вьшолняется с помощью более сложной ионной оптики, включающей ускорение к х — у отклонение. Отклонение регулируется квадрупольной системой с одним только постоянным напряжением. [c.136]

Настоящая работа призвана расширить представление читателей о конструкциях и возможностях безмасляных насосов, а также о наиболее распространенных криогенных системах, поскольку в технике производства вакуума их использование возрастает. [c.3]

Вакуумно-порошковая изоляция. К достоинствам ее относятся I) отсутствие потребности в высоком вакууме и возможность создания необходимого разрежения с помощью обычных механических насосов 2) отсутствие необходимости в полировке граничных поверхностей и возможность использования широкого круга конструкционных материалов 3) возможность применения сравнительно недефицитных изоляционных порошкообразных материалов 4) значительное упрощение по сравнению с многослойной изоляцией монтажа на криогенном оборудовании. [c.159]

Криогенные конденсационные вакуумные насосы (см. -Гл. 4), широко применяемые в настоящее время для создания безмасляного вакуума, обладают серьезным недостатком они могут работать лишь в том случае, если откачиваемый газ по отношению к температуре криоповерхности находится в состоянии перенасыщенного пара. Поэтому для откачки конденсацией, например, водорода при давлении 10 Па температура криоповерхности должна быть ниже 4 К, а при давлении 10 Па ниже 3,2 К-Для конденсации гелия требуются еще более низкие температуры. Так, упругости-насыщенных паров гелия 2,16-10 Па соответствует температура 0,5 К- Поскольку парциальные давления таких трудноконденсируемых газов, как неон, водород и гелий в воздухе соответственно равны 182-10 Па, 5-10 Па и 53-10 Па, то следовало бы ожидать, что охлаждение криоповерхности жидким водородом (20,4 К) не позволит сконденсировать эти газы и остаточное давление не будет ниже, чем сумма их парциальных давлений, т. е. ниже 2,4 Па. [c.77]

Для минимизации тепловых потерь конденсируюш,ие поверхности гелиевых ловушек окружают радиационными экранами, охлаждаемыми жидким азотом. Касуэлл [82] предложил конструкцию экранов, с помощью которых расход гелия уменьшался в 200 раз. Следует отметить, что форма и расположение радиационных экранов весьма критичны, поскольку они ограничивают поток подлежащих откачке молекул газа. Более экономичной является методика с конденсацией испарившегося гелия и повторным его использованием. Описанный Фордом [83] криостат, работающий по принципу замкнутого цикла, представлен на рис. 18. Внешняя спираль змеевика, отводящая поток гелия, служит радиационным экраном. Такие насосы выпускаются разных размеров. Даже для самого маленького из них быстрота откачки азота составляет 5000 л с . Криостаты способны работать также и при пониженном давлении гелия, в результате чего температура конденсации может быть уменьшена до 2,5 К. Важность такой операции становится очевидной при рассмотрении рис. 15, из которою видно, что при температуре 4,2 К давление насыщенных паров водорода близко к 10 мм рт. ст. Снижение температуры криоповерхности до 2,5 К должно уменьшить давление Нз приблизительно до 10 мм рт. ст. Однако с помощью только криогенного насоса получить такой порядок сверхвысокого вакуума нелегко. Из данных экспериментальных исследований конденсации водорода на охлаждаемых гелием поверхностях, проведенных [c.198]

Следует отметить, что за последние годы все чаще начинают встречаться описания комбинаций различных откачных средств, целью которых является увеличение скорости откачки, расширение диапазона рабочих давлений и снижение времени, необходимого для получения сверхвысокого вакуума. Так, например, установлено, что быстрота действия геттерно-ионного насоса значительно возрастает, если параллельно к нему подсоединить небольшой магнитно-электроразрядный насос. Интерес представляет также комбинация магнитно-электроразрядного насоса с криогенным насосом, охлаждаемым жидким азотом. При этом в результате интенсивного вымораживания паров воды и углекислого газа время, необходимое для получения давления 1 10 мм рт. ст., сокращается в несколько раз. [c.134]

Кондряков Н. К-, Янченко В. М. Влияние неконденсирующихся газов на работу криогенного вакуум-насоса. — В кн. Техника низких температур. Изд. Ленинградского технологического ин-та холодильной промышленности, 1971, с. 63—67. [c.149]

Большой вклад в развитие криогенного метода получения высокой разреженности газа внесли сотрудники Харьковского Физико-технического института АН УССР под руководством Б. Г. Лазарева и Е. С. Боровика. Создание первого конденсационного вакуумного насоса ВК-4, в котором в качестве хладагента использовался жидкий водород [27], было не просто использование еще одного физического явления (конденсации газов и паров на криогенной поверхности) для снижения давления в замкнутом объеме, не просто создание физического прибора, основанного на этом явлении,— это было рождение новой области вакуумной техники — криогенного конденсационного вакуума. В 50—бО-х годах Е. С. Боровиком, его сотрудниками и учениками были построены оригинальные криогенные конденсационные насосы — рекордные как по предельному вакууму и чистоте создаваемых вакуумных условий, так и по быстроте действия. Они нашли широкое применение в различных экодерименталь-ных системах, особенно в ядерной физике. [c.83]

Холод Ю. В., Юферов В. Б. Откачка больших объемов от 760 тор до высокого вакуума водородными конденсационно-сорбционными насосами. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Низкотемпературная адсорбция и криогенный вакуум, 1971, вып. 1, с. 153—155. [c.158]

Из-за низкой температуры кипения водорода открывается возможность использования его в качестве низкотемпературного хладагента. При испарении жидкого водорода под вакуумом достигается температура 14—15 К, которая необходима для ряда научных экспериментов, например в термобарокамерах для моделирования условий космического полета, в криогенных, конденсационных и адсорбционных вакуум-насосах, позволяющих достигнуть вакуума порядка 133-10 Па [741]. Жидкий водород используют для исследований в области химии свободных радикалов, физики твердого тела, в пузырьковых камерах, в которых регистрируют следы заряженных частиц, в б Юлогии клеток. Жидкий водород необходим при глубоком [c.562]

Поглощательная способность поверхности конденсационного насоса — чистой и со слоем конденсата. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Низкотемпературная адсорбция и криогенный вакуум , вып. 1, Харьков, ФТИ АН УССР, 1971, с. 51—56.. Лвт. [c.150]

Как правило, для сжижения в лабораторных установках используется электролитический водород, а криогенный цикл основан на иосселировании газа, сжатого до 8—15 МПа. Предварительное охлаждение сжатого водорода производится жидким азотом, подаваемым в ожижитель со стороны и кипящим обычно под пониженным давлением, создаваемым вакуум-насосом. [c.311]

Прогресс в технике низких температур открыл большие перспективы перед использованием криогенных средств создания вакуума и, в частности, криосорбционных и конденсационноадсорбционных насосов, которым посвящена вторая половина данной главы. [c.43]

В настоящее время научно-технический прогресс невозможен без использования криогенных жидкостей, в том числе жидкого водорода. В последнее десятилетие области применения жидкого водорода значительно расширились. В качестве хладагента жидкий водород применявзт в различных термобарокамерах, в криогенных конденсационных и адсорбционных ва-куум-насосах, повволяицих достигать глубокого вакуума. Физические свойства твердых тел изучают в условиях низких температур, создаваемых жидким водородом. [c.3]

Фирма Уаг1ап (США) в своих напылительных сверхвысоковакуумных установках использует комбинацию магнитно-электроразрядного, титаново-испарительного и криогенного насосов, что позволяет после 5-часового прогрева и 50 ч непрерывной откачки получить в рабочем объеме установки предельный вакуум 10- ° мм рт. ст. [c.134]

Фирма Вакегз (Лихтенштейн) для откачки сверхвысоковакуумных напылительных установок использует комбинацию паромасляного насоса с криогенным насосом, на поверхность которого, охлаждаемую жидким азотом, непрерывно напыляется титановая пленка. Это позволяет после предварительного прогрева установки и нескольких часов непрерывной откачки получить в ее рабочем объеме предельный вакуум Ю- ° мм рт. ст. [c.134]