Откачка криогенная

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]

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]

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]

При оценке величины предельного вакуума и времени его получения необходимо учитывать явление пере-конденсации. Это явление характерно для работы практически всех криогенные насосов и холодных ловушек и выражается в значительном запаздывании достижения предельного вакуума после откачки криогенным насосом больших количеств газа. При работе крионасоса газ конденсируется не только на криопанели, но и на греющихся частях насоса (например, на теплозащитных экранах). [c.114]

Низкотемпературная адсорбция может быть представлена как заполнение адсорбируемым газом микропор, начиная с наиболее мелких, которым соответствует максимальная работа адсорбции и минимальное равновесное давление. Эти поры заполняются частично перекачкой адсорбата из других мест с меньшей работой адсорбции. Из-за малой подвижности молекул при низкой температуре поры заполняются медленно и неполностью (особенно если речь идет о молекулярных газах). По мере заполнения наиболее мелких пор начинают заполняться и более крупные, адсорбции в которых соответствуют более высокие равновесные давления. Равновесные условия при этом достигаются легче. Этот механизм объясняет особенности кривых зависимости скорости откачки криогенных насосов от давления [3], отличающих их от характеристик всех других типов высоковакуумных насосов — слабая зависимость от давления скорости откачки инертных газов и существенный рост скорости откачки молекулярных газов с повышением давления. [c.143]

Патрубок в средней части камеры служит для подсоединения высоковакуумного откачного агрегата, состоящего из криогенного насоса 10, затвора ДУ-400 и клапанов ДУ-63 на магистрали форвакуумной откачки криогенного насоса. Для форвакуумной откачки криогенного насоса, рабочей камеры и шлюзов служит двухроторный агрегат АВР-50, над которым расположена азотная ловушка. [c.93]

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]

Метод откачки паров криогенных жидкостей приводит к их существ, переохлаждению (напр., для жвдкого О2 с т. кип. 90,2 К до 54,361 К - т-ры тройной точки), а также позволяет получать разл. смеси льда и жвдкости из одного и того же в-ва, напр. Н2. Метод де-сорбционного охлаждения заключается в изотермич. адсорбции активным углем рабочего газа (Не, N6) с отводом теплоты процесса в жидкий Н2 (N2) и послед, адиабатич. десорбции газа, при к-рой т-ры хладагента и адсорбента снижаются при То = 14 К (т-ра начала десорбции) достигается охлаждение до = 4 К (т-ра конца десорбции). [c.306]

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]

Для поддержания вакуума и поглощения газовыделений после откачки широко применяются поглотители, главным образом адсорбенты. Высокая эффективность адсорбентов применительно к криогенным системам объясняется возрастанием их поглотительной способности при понижении температуры. В качестве адсорбентов применяют силикагель, активированный уголь, цеолиты. [c.223]

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]

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]

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]

В последующие годы создается целая серия газодинамических систем, в которых используется криогенный конденсационный метод откачки [54]. [c.83]

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]

Весьма перспективна разработка крионасосов на базе газовых холодильных машин. Применение указанных криогенных систем открывает большие возможности в создании малогабаритных, автономных и эффективных устройств откачки. Причем для этих целей могут быть использованы как машины, работающие по обратному циклу Стирлинга, так и машины, построенные по принципу низкотемпературного теплового насоса. [c.110]

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]

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]

Адсорбционные насосы обладают низким предельным давлением и стабильной скоростью откачки при температуре 20°К и ниже. В технике низких температур разрабатываются способы получения температур 12—20°К с помощью установки типа машины Филипс, применение которых позволяет создать высокопроизводительные криогенные откачные системы [78, 79]. Использование таких машин, обладающих очень высоким ресурсом работы (порядка нескольких тысяч часов), позволит в будущем создавать автономные криогенные откачные системы производительностью в десятки и сотни тысяч л/с. [c.127]

Успехи криогенной техники позволяют в настоящее время реально обсуждать возможности применения криогенных конденсационных насосов для откачки напылительных установок. Достоинством насосов этого типа является то, что они обеспечивают возможность получения значительных скоростей откачки при сравнительно небольших размерах откачивающей части насоса (конденсатора). Одним из существенных отличий криогенных иасосов от обычных средств откачки является то, что конденсатор может непосредственно устанавли-132 [c.132]

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]

На пластине всегда обнаруживаются линии С, О и N (12, 16, 14 соответственно), и найденные низкие значения их концентрации, по-видимому, следует приписать фону прибора. Если не применяется криогенная откачка, то наименьшие значения соответствуют 2 млн" для О и 0,2 млн" для С и N. При криогенной откачке камеры источника эти пределы примерно в 10 раз меньше. Если полученные при анализе значения значительно превышают указанные пределы, их можно отнести к примесям. Однако следует помнить, что фон прибора может существенно зависеть от природы анализируемого материала. [c.199]

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]

При оценке целесообразности использования криогенной откачки важным является вопрос о выборе подходящего хладоагента. Для этой цели пригодны лишь те жидкости, температура кипения которых достаточно низка для эффективной конденсации газов. [c.196]

Порошково-вакуумная изоляция при достаточной толщине обеспечивает меньшие теплопритоки, чем чистый вакуум. Требуется более низкий вакуум, который значительно легче поддерживать. Эту изоляиию целесообразно использовать при более высоких температурах, когда велик лучистый перенос тепла. Недо-статка И этого типа изоляции являются газовыделение порошковых материалов, что требует длительного времени откачки с применением подогрева уплотнение порошка при вибрационных нагрузках, что ухудшает теплоизоляцию. Этот тип теплоизоляции используется в сравнительно крупных криогенных системах, от температурного уровня жидкого водорода и выше порошкововакуумные материалы применяются для теплоизоляции корпусов ожижителей, трубопроводов, емкостей. [c.214]

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]

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]

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]

Использование сорбционной способности слоев сконденсированных твердых газов является весьма заманчивым для снижения предельного давления в системах с криогенными конденсационными насосами. Адсорбент такого типа имеет хорощий тепловой контакт с охлаждающей поверхностью. Количество адсорбента и время его включения в работу (напыления) определяются оператором. Наконец, регенерация адсорбента или его полное удаление из системы часто требуют лишь незначительного повышения температуры криоповерхности по сравнению с рабочей температурой, при которой происходила откачка. [c.78]

Криоконденсационной откачкой называется способ получения вакуума в результате процесса конденсации газов на поверхности твердого тела, охлажденной до криогенных (<120 К) температур. Обычно криоповерхности охлаждают до температур, соответствующих температурам кипения таких хладагентов, как жидкий азот (77,36 К), жидкий неон (27,1 К), жидкий водоро (20,38 К) или жидкий гелий (4,21 К). Молекулы газа при соударении с криоповерхностью конденсируются на ней, образуя твердую или жидкую фазу и, как следствие этого, происходит по- [c.84]

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 рассмотрения скоростных характеристик различного типа насосов (рис. 2-26) очевидно, что постоянством скорости откачки в щироком диапазоне давлений обладают насосы четырех типов промасляный, турбомолекулярный, криогенный и азотит. [c.126]

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 устранения или по крайней мере уменьшения количества остаточных газов в источнике ионов предложено несколько методов. Соха и Уиллардсон (1963) применили продувку инертным газом, криогенную откачку и катодное травление Робош [c.384]

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]

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]

Чуббом [69, 70] следует, что его остаточное давление составляет всего 10- мм рт. ст., хотя температура была снижена вплоть до 2,2 К, а коэффициент прилипания Нз достигал 0,9. В более ранней работе Фаркас и Ван-дершмидт [84] при охлаждении жидким гелием могли снижать давление в большой, предварительно откаченной камере приблизительно на порядок. Но и они так же не достигли давлений существенно меньших 10 мм рт. ст. На практике криогенная откачка чаще всего комбинируется с другими [c.199]