В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Диффузионные насосы
Получение вакуума - Насосы для высокого вакуума
Оглавление
Диффузионные насосы
Парортутные диффузионные насосы
Все страницы

Для получения сверхвысокого вакуума масляными диффузионными насосами прежде всего нужно иметь рабочую жидкость с низкой упругостью пара. Например, силиконовое масло ДС-705 имеет давление насыщения при 25° С порядка 10-10 мм рт. ст. Рабочая жидкость и режим работы нагревателя следует подобрать так, чтобы свести к минимуму разложение масла под действием высоких температур, так как спектр остаточных газов в основном определяется продуктами разложения масла.

Перспективными в этом отношении являются полифениловые эфиры в качестве рабочих жидкостей в насосах с малыми удельными тепловыми нагрузками в кипятильнике.

Предварительная подготовка системы состоит в длительном прогреве системы под вакуумом при 400—450° С. После этого удается получать давления порядка, 10-10 — 10-13 мм рт. ст. Таким образом, установки должны быть «прогреваемыми», т. е. не должны бояться таких высоких температур.Для этого разъемные соединения снабжают металлическими прокладками —медными, алюминиевыми, золотыми. Высоковакуумные затворы и вентили выполняют цельнометаллическими.

Далее следует последовательно соединять несколько диффузионных насосов, так как коэффициент сжатия одного насоса недостаточен. Включать два насоса последовательно целесообразнее, чем просто увеличивать число ступеней насоса, так как во втором случае возрастает опасность проникновения паров масла из форвакуумного насоса в сверхвысоковакуумный.

Необходимым условием для получения сверхвысокого вакуума является ловушка для паров масла. На рис. 339 показан спектр остаточных газов системы двух последовательно включенных диффузионных насосов с лабиринтным отражателем. Измеренное полное давление составило здесь 1,6. 10-8 мм рт. ст.

 

Парциальные давления: Н2 — 2,3*10-10; CH4 — 0,5*10-10; СО 3,3*10-10; СО, — 1,2*10-10; М78 — 4,0*10-10 мм рт. ст.

 Лабиринтный отражатель показан на рис. 340. Нижняя половина этого отражателя постоянно охлаждается водой, отключаемой только на время прогрева. Верхняя половина отражателя обычно работает при комнатной температуре. В случае необходимости ее можно охлаждать жидким азотом.

 

 

 

Отражатель снижает эффективную скорость откачки насоса примерно в 2 раза и занимает много места. Более компактную установку можно получить, если применять низкотемпературное охлаждение. При последовательном соединении двух насосов ловушка может охлаждаться с помощью холодильной фреоновой машины. Температура охлаждения выбирается в зависимости от свойств рабочей жидкости насосов.

Чтобы окончательно установить температуру, до которой следует охлаждать ловушку, надо провести анализ парциальных давлений остаточного газа масс-спектрометрическим методом.

Сейчас в большинстве случаев применяют ловушки, охлаждаемые жидким азотом, однако не всегда необходимо применение столь низкой температуры.

 Согласно литературным данным паромасляные диффузионные насосы с холодными ловушками создают предельное давление 10-10 мм рт. ст., с неохлаждаемыми отражателями 10-8 — 10-9 мм рт. ст. при использовании в качестве рабочих жидкостей минеральных масел ВМ-5, ДС-705, Диффелен и 10-10 мм рт. ст. с полифениловыми эфирами в качестве рабочей жидкости.

Время, в течение которого систему нужно откачивать от атмосферного давления, не зависит от масляных диффузионных насосов, а определяется исключительно возможностью длительного прогрева аппаратуры, необходимого для уменьшения газовыделения с внутренних поверхностей откачиваемого сосуда. Ясно, что качество изготовления насоса, чистота и герметичность системы являются необходимыми условиями для получения сверхвысокого вакуума. В табл. 65 приведены основные характеристики отечественных сверхвысоковакуумных агрегатов с диффузионными паромасляными насосами и ловушками, охлаждаемыми жидким азотом.


Диффузионные масляные насосы фирмы Лейбольд (ФРГ) DO-123, DO-503, DO-2003 и DO-30003 применяют в качестве насосов для получения сверхвысокого вакуума со скоростью откачки от 600 до 2000 л/с. В качестве рабочих жидкостей служат диффелен ультра, ДС704 и ДС705.

Фирма Херауэс (ФРГ) изготовляет сверхвысоковакуумные агрегаты UHV-P с предельным давлением 10~10 мм рт. ст. В одностенных сосудах с металлическим уплотнением давление 10-10 мм рт. ст. достигается в течение нескольких часов.

Агрегаты снабжены форвакуумным и диффузионным паромасляными насосами с ловушкой, которая может прогреваться до 400° С посредством встроенного нагревателя. Ловушка может охлаждаться водой или хладагентом с помощью одноступенчатой холодильной машины до —40° С или жидким азотом до —190° С.

При охлаждении жидким азотом отражательные поверхности являются одновременно конденсационным насосом для паров и газов. Для нагревания откачиваемого сосуда до 400° С имеется нагревательный колпак. Настольная плита изготовлена из твердого асбеста. Между форвакуумным и диффузионным насосами установлен угловой электромагнитный вентиль, который автоматически закрывается при отключении тока. На рис. 341 приведена схема установки UHV-DW-V двухстенной конструкции этой же фирмы.

Установка состоит из форвакуумного насоса и двух последовательно соединенных четырехступенчатых паромасляных диффузионных насосов. Камера прогревается с помощью пруткообразных инфракрасных излучателей, расположенных между внутренней и внешней оболочкой камеры. Двухстенный колокол поднимается и опускается с помощью гидропривода.


 

В ГДР выпускают насосы EDO 100, 500 и 2000 в сверхвысоковакуумном исполнении. Это масляные диффузионные насосы. В качестве уплотняющего материала используют медь. Все детали проверяют на натекание, которое должно составлять не более 10-9 л.мм рт. ст./с. Установки ГДР (Хохвакуум Дрезден) типа UHVP 500 и UHVP 2000 с прогревательным устройством создают давление до 10-10 мм рт. ст., скорость откачки соответственно 170 и 600 л/с.

Установки поставляются со специальным сосудом объемом 25 л, который может охлаждаться водой или прогреваться.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 72 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru