Средства получения вакуума
Лекция №8.
Средства получения вакуума.
Имеются два пути получения вакуума: основной путь – использование вакуумных насосов и второй – использование ловушек, которые обычно служат для улучшения вакуума, получаемого вакуумными насосами.
Все вакуумные насосы удаляют газ одним из трех способов: отсекают определенный объем газа, сжимают его и выбрасывают в область высокого давления, другим способом обеспечивают откачиваемому газу достаточное количество движения, чтобы удалить его из вакуумной системы, либо забирают у газа это количество движения химически связывая или конденсируя его на поверхности.
В первом и втором случаях требуемое для переноса газа из камеры в атмосферу количество движения обеспечивается какой-либо рабочей субстанцией (поршнем, струёй газа или ротором, вращающимся с большой скоростью.
Во втором случае процесс управляемой сорбции обеспечивается присутствием в вакуумной системе сорбентов, поверхность которых реагирует с попадающими на неё молекулами газов. Если энергия сорбций превышает тепловую энергию молекулы, то последняя остаётся на поверхности. Этот процесс можно обеспечить либо выбором сорбентов с большой энергией сорбций (например, на основе титана Ti или циркония Zr) либо охлаждая сорбент жидким азотом (до температуры 77 К), чтобы снизить тепловую энергию попавших на поверхность молекул.
В зависимости от степени вакуума все насосы, рис. 18, могут быть отнесены к следующим группам:
Рис.18
Рекомендуемые материалы
1. Насосы предварительного разряжения (форвакуумные насосы, служащие для получения низкого и среднего вакуума), область рабочих давлений 105-10-1 Па.
2. Высоковакуумные насосы (10-1-10-5 Па)
3. Сверхвысоковакуумные насосы (P<10-5 Па)
Соотношение скоростей откачки насосов предварительного разрешения и высоковакуумных (сверхвысоковакуумных) насосов соединённых последовательно в одну линию, рис.18а, может быть определено из уровнения стационарного потока:
Q1=Q2=Pн Sн=PфSф
где Sн - быстрота действия высоковакуумного насоса.
Sф - быстрота действия форвакуумного насоса.
Pф -давление на входе с форвакуумного насоса (или на выходе высоковакуумного насоса).
Рис.18а
Быстрота действия высоковакуумного насоса, последовательно соединённого с форвакуумным определятся:
Таким образом, если мы хотим согласовать быстроту действия , например, пароструйного диффузионного насоса, работающего при давлении Pн=10-3Па, последовательно соединённого с форвакуумным имеющим параметры Рф=102 Па, Sф=10-4м3с-1, то быстрота действия «согласованного» диффузионного насоса составит:
Sн =10-4м3/с
102Па/10-1Па=10 м3/с
Если тот же диффузионный насос работает при максимальном рабочем давлении, составляющем 
Па, то его «согласованная» быстрота откачки составит:
Sн =10-4м3/с102Па/10-1Па=10-1 м3/с.
Из приведённого примера видно, что если мы желаем обеспечить надёжную «согласованную» работу форвакуумного и высоковакуумного и высоковакуумного насосов, их согласование производят при максимальном рабочем давлении высоковакуумного насоса. Рассмотрим определения основных параметров вакуумных насосов.
-Предельное давление, Па – минимальное давление, создаваемое насосом на входном патрубке при длительной (более 10 часов) работе «на себя», (при закрытом впускном патрубке, когда быстрота откачки равна нулю).
SH –Быстрота действия насоса, м3с-1 – объём газа откачиваемый насосом в единицу времени при данном впускном давлении, SH=dv/dt
Люди также интересуются этой лекцией: КАМЕРОН Чарлз.
Pвп min –минимальное впускное давление, Па, при котором насос обеспечивает паспортную быстроту откачки.
Pвп max –наибольшее впускное давление, Па, (давление на впускном натрубке) при котором насос обеспечивает паспортную быстроту откачки.
Pвп max- Pвп min –диапазон рабочих давлений насоса, Па.
Qmax= Pвп maxSH –максимальная производительность насоса, м3Пас-1
Pвып –выпускное давление (давление на выпускном патрубке насоса), Па.
Рвып max – максимально допустимое выпускное давление насоса, при котором насос нормально работает.
