Криогенные насосы

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]

Второй способ наиболее часто используют в современных криогенных гидравлических системах, так как он позволяет подавать потребителю большие количества жидкости, поддерживать высокое давление, точно регулировать расход жидкости и т. п. Криогенный насос может использоваться в системе криостатирования (термостатирования) объекта техники (рис. 2.107). [c.725]

Другая область эффективного применения криогенных насосов— аэродинамические трубы с разреженным газом при очень больших расходах — порядка 1 10 л сек. [c.255]

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]

Простейший криогенный насос можно представить в виде двух параллельных пластин — охлаждаемой с температурой Тз и теп- [c.255]

Кривая быстроты откачки криогенного насоса аналогична левой ветви кривой диффузионного насоса (см. рис. 117). Например, для азота быстрота откачки при Та = 20° К постоянна до давления 1-10 мм рт. ст., затем начинает резко уменьшаться и равна нулю прн р = мм рт. ст. [c.257]

В действительных условиях коэффициент прилипания / < 1, поэтому быстрота откачки будет меньше расчетной по формуле (198) уменьшение приблизительно пропорционально уменьшению величины / по сравнению с единицей. Точных данных по коэффициенту / нет, при температуре = 20° К для азота / = 0,4- - -0,9. При определении размера поверхности насоса необходимо также учитывать коэффициент захвата А, характеризующий вероятность попадания молекулы во входное отверстие насоса. Для двух параллельных плоских пластин Л = /, для насосов со сложными геометрическими поверхностями значения А зависят от конструктивных форм. На рис. 132 представлены схемы трех вариантов геометрической формы криогенных насосов с экранированием холодной поверхности Т = 20° К. [c.257]

Рис. 132. Схемы геометрических форм криогенных насосов с экранированием теплового излучения

Конденсационные (криогенные) насосы обеспечивают теоретически максимальную скорость откачки газов в области давлений, превышающих упругость пара при рабочей температуре конденсатора. В области давлений, характерных для вакуумной техники, конденсационный насос, охлаждаемый жидким водородом, не откачивает гелий, водород и неон при охлаждении жидким гелием не откачивается лишь один гелий. [c.4]

Рис. 39. Скоростная характеристика по водороду (кривая 1) и гелию (кривая 2) криогенного насоса с криопанелями из СаА при охлаждении жидким гелием

Заметного поглощения водорода криогенным насосом (не имеющим адсорбента) можно достичь, конденсируя в насосе азот, аргон или углекислоту при температурах 2—20°К. Количественные характеристики. адсорбции и удельные скорости откачки при использовании этого метода указаны в работе [54]. [c.127]

Конденсационные (криогенные) насосы [c.120]

По способу охлаждения криогенные насосы можно подразделить на следующие основные группы [c.122]

Рис. 2-23. Схематическое устройство криогенного насоса заливного типа.

На рис. 2-24 приведена принципиальная схема криогенного насоса, откачивающий элемент (конденсатор) которого охлаждается парами испаренного гелия. Откачивающий элемент выполнен в форме двух змеевиков, установленных на стандартном фланце. Реципиент 9 через вакуумный кран 10 предварительно откачивается с помощью вспомогательной вакуумной системы, обла- [c.123]

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]

Рис. 2-24. Принципиальная схема криогенного насоса, конденсатор которого охлаждается парами испаренного гелия.

Рис. 2-25. Откачивающий элемент (конденсатор) криогенного насоса, охлаждаемого парами гелия. 1 фланец 2 — герметический разъем 3 — внутренняя охлаждаемая поверхность 4 — датчик температуры 5 — трубчатый змеевик (наружная охлаждаемая поверхность) 5 —охлажденный нижний экран 7 место для присоединения регулируемого вентиля.

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]

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]

Ионы, не попавшие в ускоряющий зазор, ускоряются по направлению к стенкам камеры искрового источника. В результате соударений их со стенками камеры освобождаются адсорбированные газы и даже распыляется материал камеры источника. Распыленные нейтральные частицы могут проникнуть в искровую камеру, а после ионизации в разряде смешаться с ионами анализируемого вещества и быть принятыми за следы примесей пробы. Этот эффект приводит к повышению давления паров в камере источника. Такое влияние на получаемые результаты можно значительно снизить применением криогенных насосов, вмонтированных в камеру источника ионов (Харрингтон и др., 1966). (Эффект повышения давления при распылении можно легко обнаружить, включая сначала искру, а затем ускоряющее напряжение. Как правило, давление поднимается при подаче ускоряющего напряжения.) [c.58]

Однако в ряде случаев, в особенности на жидкостях с выооыш давлением паров р , условия (I) и (2) не могут быть выполнены и работоспособность контактных торцовых уплотнений в криогенных насосах не обеспечивается, В этих случаях должны применяться другие типы уплотнений вала, как это предусматривается ведущими в области криогенного насосостроения зарубежными фиргамн. [c.67]

Практика показывает, что в действительности при конденсации воздуха на криоповерхности, охлаждаемой жидким водородом, предельное давление оказывается на порядок и более ниже указанной величины. Из этого следует, что на основании характеристик откачки конденсацией отдельных компонентов смеси газов нельзя получить характеристику криогенного насоса, откачивающего эту смесь. В присутствии легкоконденсирую-щихся газов трудноконденсируемые газы могут быть откачаны до более низких давлений, чем их равновесное давление при температуре криогенной поверхности. [c.77]

Конструктивную особенность криогенных насосов определяет перекачиваемая жидкая среда, которая имеет низкую температуру Т = 4,2 + 90 К (при нормальном давлении). Конструкция криогеннош насоса, как правило, герметичная. По конструктивному исполнению различают насосные агрегаты консольные, моноблочные, погружные, герметичные, герметично-погружные, с выносным электродвигателем, одноступенчатые, многоступенчатые, центробежные, поршневые и др. [c.725]

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]

Ловушки, охлаждаемые жидким азотом, кроме защиты откачиваемого объема от масел, служат своего рода криогенным насосом, так как на них конденсируются молекулы углеводородов, паров воды и углекислого газа. Это приводит к увеличению эффективной скорости откачки, в особенности в ненрогреваемых вакуумных установках, поскольку при давлении 10 мм рт. ст. в непрогреваемой вакуумной камере остаточные газы содержат до 95% паров воды, выделяемых стенками вакуумной камеры при десорбции. [c.200]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология