В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Конденсационные насосы
Конденсационные насосы - Адсорбционно-конденсационные насосы
Получение вакуума - Насосы для высокого вакуума
Оглавление
Конденсационные насосы
Адсорбционно-конденсационные насосы
Все страницы

 

Ранее нами указывалось на существование эффекта поглощения газа слоем твердого конденсата из водяного пара. При конденсации из парогазовой смеси молекулы неконденсирующегося газа, достигшие при своем движении вместе с молекулами пара поверхности конденсата, с одной стороны, отражаются от последней, а с другой, адсорбируются на поверхности образующегося твердого конденсата. При этом адсорбированные молекулы прижимаются к поверхности непрерывно набегающим новым потоком пара, который мгновенно превращается в лед, оставляя под слоем льда значительную часть неконденсирующегося газа. Это явление открывает возможность создания адсорбционно-конденсационных насосов для откачки трудно конденсируемых газов. В последние годы оно находит все более широкое применение и некоторыми авторами именуется «криозахватом». На рис. 387 приведен график откачки азота из камеры, стенки которой охлаждаются жидким азотом.

При напуске в камеру газообразного азота давление его возрастает по линии 1—2. Если в точке 2 произвести напуск водяного пара в систему, то под слоем конденсата, образующегося из водяного пара на охлаждаемых стенках камеры, остаются молекулы азота, и несмотря на постоянный напуск азота в камеру, его давление более не повышается.

Этот принцип можно использовать при диффузионной откачке, если производить конденсацию на стенках насоса не в жидкое, а в твердое состояние. Схема насоса с использованием описанного принципа показана на рис. 388.

Для улавливания паров воды и откачивания газов, не конденсирующихся при температуре жидкого азота, предложена конструкция охлаждаемой ловушки для вакуумных насосов (рис. 389). Охлаждаемые поверхности ловушки выполнены в виде верхнего, нижнего и кольцевого вертикального оптически непроницаемых экранов. Последний экран состоит из равномерно расположенных по окружности вертикальных трубок с продольными ребрами, образующими проходные каналы с увеличивающимися к периферии площадями сечений. Концы трубок соединены с заполняемыми жидким хладагентом верхним и нижним кольцевыми коллекторами, в плоскости которых расположены соответственно верхний и нижний экраны. Эти экраны имеют большее по сравнению с вертикальным экраном гидравлическое сопротивление. По оси корпуса установлен распределительный патрубок с отверстиями, направляющими поток парогазовой смеси преимущественно к кольцевому вертикальному экрану и имеющими диаметр, увеличивающийся вниз по потоку. На рис. 390 дана схема ловушки (продольный разрез).

Ловушка установлена между вакуумной камерой с устройством, выделяющим большое количество водяного пара, и откачным вакуумным насосом (механическим или пароструйным).

При предварительной откачке системы рекомендуется прогреть ловушку, чтобы десорбировать и откачать газ с поверхностей экранов. Лишь после этой предварительной дегазации и охлаждения ловушки при давлении ниже 10-1 мм рт. ст. через трубу 18 подается жидкий хладагент и к ловушке подсоединяется емкость, содержащая устройство с большим выделением водяного пара.

Парогазовая смесь с помощью распределительного патрубка 14 с отверстиями 15 направляется на кольцевой вертикальный экран 10. Коллекторы 6, 7 и экраны 8, 9, 10 выполнены из металла с большой теплопроводностью. Коснувшись экрана, имеющего низкую температуру, молекулы водяного пара конденсируются в твердое состояние (десублимации). Освобожденный от пара газ отводится по кольцевому каналу и патрубку 5 к вакуумному насосу. Незначительная часть молекул водяного пара, незахваченная кольцевым вертикальным экраном 10, десублимируется на экранах 8 и 9.

 

 

Рис. 390. Охлаждаемая ловушка для вакуумных насосов {разрез): 1 — корпус; 2 — крышка; 2 — теплоизоляция; 4 — патрубок для входа парогазовой смеси; 5 — патрубок для выхода газа к откачному вакуумному насосу; 6 — нижний коллектор; 7 — верхний коллектор; 8 — нижний оптически непроницаемый экран; 9 — верхний оптически непроницаемый экран; 10 — кольцевой вертикальный оптически непроницаемый экран; 11 — трубки; 12 — продольные ребра; 13 — проходные каналы; 14 — распределительный патрубок; 15— отверстия в боковых стенках распределительного патрубка; 16 — цепи подвеса; 17 — упругие элементы; 18 — трубка подвода жидкого хладагента; 19 — трубка отвода газообразного хладагента; 20 — сливной кран

Преимущественная направленность потока парогазовой смеси к кольцевому вертикальному экрану, выполнение проходных сечений каналов вертикального экрана с увеличением сечения в направлении откачки и большее гидравлическое сопротивление экранов 8 и 9 значительно уменьшают количество водяного пара, попадающего на нижний и верхний экраны. Это количество возрастает с увеличением толщины слоя льда на вертикальном экране, и в конечной стадии работы ловушки роль экранов 8 и 9 возрастает.

При десублимации пара последний захватывает и «замуровывает» газы, неконденсирующиеся при температуре жидкого азота («криозахват»). При этом скорость откачки складывается из скорости откачки вакуумного насоса и криозахвата. При достаточно большом отношении расхода водяного пара к расходу неконденсирующихся газов откачной вакуумный насос может быть отключен.

По окончании работы охлаждаемая ловушка прогревается, просушивается, например, греющим воздухом, и конденсат удаляется через сливной вентиль 20.

 

 



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

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