Насосы вакуумные криогенные

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]

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]

Передача криогенных жидкостей по трубам. Криогенные трубопроводы служат для передачи криогенной жидкости из ожижителя в емкость для хранения, а также из емкости к потребителю. Криогенные трубопроводы снабжаются высококачественной вакуумной теплоизоляцией, что уменьшает испаряемость жидкости. Необходимый напор создается благодаря избыточному давлению в емкости или насосом. [c.228]

Жалюзийные экраны располагают по другой стороне криопанелей, как бы с внутренней стороны системы. Они служат для защиты криопанелей от источников тепла, расположенных внутри криогенных вакуумных камер и насосов. Вместе с тем эти экраны не должны создавать значительного сопротивления на пути газового потока, откачиваемого криопанелями. Конструкция жалюзийных экранов в значительной степени определяется давлением, при котором работает крионасос. Если в высоковакуумных крионасосах основное назначение их состоит в защите криопанелей от теплового излучения, то в вязкостном режиме работы крионасоса основной задачей экранов становится охлаждение откачиваемого потока газа. [c.134]

Для обеспечения приемлемого запаса хода (не менео 300 км) водород используют в жидком виде, при этом он подается в дизель специальным насосом высокого давления. Хранят водород в криогенном баке с заправочной емкостью по водороду 82 дм . Бак массой 35 кг изготовлен из легированной стали, оборудован вакуумно-порошковой изоляцией. В связи с низкой температурой жидкого водорода в топливном насосе высокого давления дизеля использованы специальные материалы. В частности, гильза изготовлена из легированной стали, а рабочая поверхность плунжера имеет полиамидное покрытие. Недостатки данной конструкции водородного автомобиля— сложность заправки криогенным компонентом, низ- [c.178]

Обширную область применения криогенных вакуумных насосов представляют установки моделирования тепловых режимов космических аппаратов и окружающей их среды. Поскольку методы масштабного моделирования не всегда приемлемы, особое значение приобретают всесторонние исследования тепловых режимов космических аппаратов в натуральную величину. Для этих целей строятся огромные камеры объемом в 10 —10 м [31 ]. [c.117]

Глава 5. ОСНОВЫ РАСЧЕТА КРИОГЕННЫХ ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ [c.124]

Некоторые элементы расчета криогенных вакуумных насосов были изложены в четвертой главе, но они сводились лишь к оценке основных вакуумных характеристик быстроты действия крионасоса и вспомогательной вакуумной системы, предельного давления. [c.124]

Анализ графиков (рис. 59) приводит к выводу, что нет универсальной геометрии панелей, так как в зависимости от того, будет ли в системе с криогенным вакуумным насосом преобладать направленный или диффузный поток, какой газ конденсируется и каково энергетическое состояние его молекул, и будет приемлема криопанель с тем или иным углом наклона пластин, обладающая в данных конкретных условиях наивысшим коэффициентом захвата. [c.130]

При рассмотрении в предыдущей главе конструкций теплозащитных экранов, используемых в криогенных вакуумных насосах, было показано, что они подразделяются в основном на две разновидности непроницаемые и проницаемые, так называемые экраны жалюзийного типа. Непроницаемые экраны представляют собой сплошные листы из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например из меди. Охлаждение их осуществляется обычно жидким азотом. Располагаются эти экраны между криопанелями и стенками кожуха. Таким образом экраны препятствуют прямому теплообмену между стенками кожуха, находящимися при комнатной температуре, и криопанелями, охлаждаемыми до температуры 4,5—30 К, что позволяет снизить тепловой поток между ними в десятки, а иногда и в сотни раз. [c.134]

Для расчета теплозащитных экранов криогенных вакуумных насосов применяют различные методы (Монте—Карло, угловых коэффициентов, зональный). Наибольшее распространение получил метод Монте—Карло, с помощью которого исследуются как молекулярные, так и тепловые потоки, проходящие через теплозащитные экраны. [c.140]

В криогенных вакуумных насосах все три режима кипения последовательно- реализуются лишь в период охлаждения конденсатора. В процессе же эксплуатации представляет интерес лишь режим пузырькового кипения, когда разность между температурой стенки конденсатора и температурой кипящего хладагента имеет небольшие значения. Поэтому при проектировании конденсатора тепловая нагрузка выбирается такой, чтобы не был пройден первый кризис кипения, т. е. тепловой поток 7 должен быть всегда меньше критического теплового потока [c.154]

В практике криогенных лабораторий с успехом применяется так называемая вакуумная изоляция. Воздух из металлического кожуха откачивается диффузионным и форвакуумным насосами до остаточного давления 10 10 ° мм рт. ст. Практика работы с такой вакуумной изоляцией показывает, что в применении к промышленным аппаратам будут возникать большие монтажные и эксплуатационные трз дности, отчего использование ее в крупных аппаратах нерационально. [c.77]

Рассмотрены теоретические и практические вопросы разработки и эксплуатации безмасляных вакуумных насосов, которые в силу своего принципа действия не загрязняют откачиваемые объекты парами масла и продуктами его разложения. Приведены их технико-экономические характеристики, показаны основные до-. стоинства и недостатки. Особое внимание уделено криогенным методам откачки в широком диапазоне изменения давления. Изложены основы расчета криогенных вакуумных насосов и приведены наиболее рациональные конструкции. Описаны соответствующие системы охлаждения,. [c.2]

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]

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]

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]

Гелий очень широко применяют в криогенных системах. Подобно жидкому водороду, жидкий гелий долгое время получали только в лабораторных условиях. В настоящее время производительность наиболее крупных гелиевых ожижителей превышает 1000 л/ч существует большое количество гелиевых ожижительных и рефрижераторных установок, предназначенных для охлаждения сверхпроводящих систем, криогенных вакуумных насосов, различных аппаратов, приборов и других устройств. Широкое применение гелиевых установок в науке и технике объясняется его уникальными физическими свойствами. [c.157]

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]

В настоящее время вакуумная техника стала основной дисциплиной наряду с механикой, электротехникой и т. д. Вакуумные технологические методы широко используются во многих отраслях промышленности и в научных исследованиях. Создана Международная организация по вакуумной науке и технике. В 1958, 1965, 1968 гг. состоялись международные конгрессы по вакуумной технике, на которых присутствовали представители многих стран, в том числе СССР. На конгрессах обсуждали вопросы газодинамики разреженного пространства, адсорбции, вакуумных систем и метрики, напыления тонких пленок, криогенной техники и т. д. Современные промышленные насосы позволяют получить вакуум до 10 тор, быстроту откачки в десятки тысяч литров в секунду в лабораторных условиях получают вакуум до 10 тор, быстроту откачки в несколько миллионов литров в секунду, откачиваемые объемы достигают нескольких сот кубометров. [c.9]

Оборудование кислородное, криогенное, компрессорное, холодильное, для газопламенной обработки металлов насосы и агрегаты вакуумные и высоковакуумные, комплектные технологические линии, установки агрегаты [c.228]

Низко вакуумные насосы работают в области давлений от 1,03-Ю Па (атмосферное давление) до 10 Па. К этим насосам относятся некоторые насосы объемного действия, эжекторные, адсорбционные, криогенные насосы. [c.87]

Недостатки вакуумных откачных систем, состоящих из диффузионного и конденсационного криогенного насосов, заключаются в том, что при 20° К не откачивается водород (выделение иодорода при испытаниях составляет [c.305]

Рис. 6.1. Общий вид блока криооткачки вакуумного криогенного насоса

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]

В последние годы разработан и создан целый ряд микрокрио-генных систем на базе ГХМ. Некоторые из них могут быть, по мнению авторов [45], положены в основу создания криогенных вакуумных насосов (табл. 11). [c.111]

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]

Для уменьшения давления в вакуумной камере можно использовать два различных принципа. В перво.м — газ физически удаляется из вакуумной камеры и выбрасывается наружу. Примерами такого способа действия является механический и пароструйный насосы. Другой метод откачки основан на конденсации или захвате молекул газа на некоторой части внутренней поверхности камеры без удаления газа наружу. К этой К 1гегории относятся криогенные, криосублимационные, сублимационные и геттеро-ионные насосы. [c.179]

Специфика измерений высоковакуумными манометрами. Обычно измерения глубины вакуума в области низких давлений проводятся с целью определения плотности потока молекул, падающих на определенную поверхность внутри вакуумной системы. Интересующий нас объект может быть тонкой пленкой, подложкой или каким-либо прибором. Обычно предполагается, что измеряемое манометром давление газа соответствует условиям, одинаковым для всех точек данной вакуумной камеры. Это предположение, однако, является всего лишь аппроксимацией, поскольку в области очень низких давлений поведение газа определяется в основном взаимодействием молекул газа со стенками камеры, а не между собой. Следовательно, распределения самих частиц и их скоростей не являются однородными и отличаются от максвелловских. Для ионизационных манометров характерен еще ряд ограничений в измерении давления газа и большая часть источников ограничений не может быть устранена. Для уменьшения величины этих эффектов и оценки точности измерения в области малых давлений необходимо разобраться в механизмах, ответственных за эти эффекты. Проблема неоднородности распределения газа в вакуумных системах рассматривалась Муром [357]. Он перечислил причины, которые могут приводить к изменению плотности газа. Причиной могут быть насосы, действующие как ловушки и как источники направленного распространения газовых частиц. Эффект может быть связан с неупругим отражением падающих на стенку молекул, с поверхностной миграцией адсорбированных газов, вариацией скоростей адсорбции и десорбции на определенных участках внутренних стенок. Изменение плотности газа может быть вызвано разницей в температурах элементов системы. Хотя попытки описать аналитически реальное распределение газа и были сделаны, однако они были выполнены для систем с простейшей геометрией. Экспериментальные исследования в этом направлении были проведены Холлэндом, который рассматривал общее давление газа как сумму максвелловской и направленной составляющих [358]. Он закрепил ионизационную манометрическую лампу так, что ее впускная трубка могла поворачиваться, и наблюдал значительную разницу в давлении при различных ориентациях, измерительной лампы. Поскольку все источники неравномерного распределения давления газа устранить невозможно, при установке ионизационной лампы в вакуумную систему необходимо принимать во внимание хотя бы наиболее важные из них. Если манометрический датчик обращен в сторону насоса, криогенной панели или активно обезгаживаемой поверхности, такой, например, как нагреваемый элемент, то он, по-видимому, будет показывать давление, соответствующее либо более низкой, либо более высокой плотности частиц по сравнению с атмосферой, окружающей подложку. Для получения более близкого к реальному значения давления необходимо соединительную трубку манометрического датчика направить в обратную сторону или вбок таким образом, чтобы эффекты направленности потоков были близки к тем, которые имеют место у подложки. Опасность неправильного показания давления больше в системах с мощными насосами из-за высоких скоростей десорбции. В этих условиях можно ожидать преобладания направленной составляющей давления, которое вряд ли будет правильно измерено с помощью манометра. [c.330]

Харингтон и др. [44] предложили конструкцию криогенного насоса (рис. 1.4), размещенного непосредственно в ионном источнике, что позволило создать благоприятные вакуумные условия в области искрового разряда. [c.19]

При конструировании криоцасосов особое внимание следует обращать также на решение ряда вопросов криотехники, а именно обеспечение минимальной тепловой нагрузки на холодные элементы насоса при обеспечении требуемой быстроты откачки, так как это в основном определяет их экономичность. В криогенных устройствах весьма важными являются учет температурных деформаций и обеспечение вакуумно-плотных соединений. Важным является также выбор способа охлаждения криояа-соса, что в основном определяет эксплуатационные характеристики насоса. [c.55]

Основными узлами криостата являются вакуумная рубашка, экран с торовой емкостью для криогенной л<ндкости, латунная крышка с газоплотным уплотнением и камера криогенной жидкости, расположенная под крышкой. Вакуумная рубашка рассчитана на создание вакуума 1 10 мм рт ст. Это достигается последовательной откачкой форвакуумным и диффузионным насосами, а боле( глубокий вакуу.м — сорбцией остаточных газов углем или другими адсорбентами. Вакуумная рубашка состоит из трех медных коаксиальных сосудов. Медные обечайки / и 7 с припаянны.м сверху плоским стальным кольцом 3 образуют вакуумную полость обечайка 4 — экран, расположенный внутри вакуумной рабушки. Экран служит для защиты термостатированной системы (ванны криостата) ст внешних теплопритоков. Для крепления экрана и подвода криогенной жидкости трубки, проходящие через стальное кольцо-крышку, припаяны к нему. К верхней части обечайки экрана прикреплена торовая емкость для криогенной жидкости 8. к днищу — адсорбент 9. [c.149]

При проектировании испарительных ГН должен быть вьтолнен ряд специфических требований к их конструктивному исполнению. Необходимо эффективное экранирование откачиваемой камеры, предотвращающее ее запыление геттером. Площадь экранов должна быть минимальной, поскольку они снижают КЗ. Расстояние между испарителем и поверхностью осаждения следует выбирать возможно ббльшим во избежание лучистого перегрева напыленных геттерных пленок. Насосы всегда работают в циклическом тепловом режиме тренировочный нагрев — охлаждение (зачастую до криогенных температур) — лучистый нагрев при включении испарителя амплитуда температурных скачков достигает 600 К. Поэтому длина сварных цтов — потенциально наиболее вероятных источников течей при термоциклических нагружениях -должна быть сведена до минимума. По этой же причине следует избегать конструкций со встроенными в откачиваемую камеру панелями значительной площади, охлаждаемыми жидким азотом. В таких конструкциях сварные швы имеют большую протяженность нарушение их герметичности в теплоизолирующих полостях, т. е. в элементах чисто технологического назначения, вызьшает аварийную ситуацию для вакуумной системы в целом. Такая опасность исключена, если откачиваемая сверхвысоковакуумная камера и теплоизолирующие полости герметично разделены. [c.110]