В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Общие методы конструирования вакуумных систем
Общие методы конструирования вакуумных систем - Вакуумные системы на основе ионных насосов
В целом о вакууме и вакуумных системах - Особенности вакуумных систем
Оглавление
Общие методы конструирования вакуумных систем
Вакуумные системы на основе диффузионного и ротационного насосов
Вакуумные системы на основе турбомолекулярных насосов
Вакуумные системы на основе ионных насосов
Вакуумные системы на основе крионасосов
Автоматизированные системы управления вакуумными установками
Все страницы

В случае ионного насоса откачиваемый газ поглощается непосредственно в насосе и не выбрасывается в атмосферу, так что нет необходимости в использовании непрерывно работающего форвакуумного насоса для откачки ионного насоса. Однако начальное давление, при котором ионный насос может быть включен, составляет около 10 Па. Поскольку одним из основных достоинств ионного насоса является полное отсутствие любых загрязняющих органических примесей, использование масляного ротационного насоса для получения форвакуума в этом случае нецелесообразно.

Хотя и существуют механические безмасляные насосы для получения «чистого» форвакуума, достигаемое с их помощью разрежение недостаточно для работы ионного насоса. Поэтому обычно ионный насос используется совместно с сорб-ционным. На рис. 7.4 представлена типичная схема подключения этих насосов. Ионный насос не нуждается в использовании ловушки и отражателя, а также в противоаварийных устройствах при внезапном прекращении подачи энергии. Однако при повышении давления может произойти перегрев насоса.

Рис.7.4 Простейшая сверхвысоковакуумная система, откачиваемая с помощью ионного насоса.

Обычно между ионным насосом и вакуумной системой не требуется затвор. Отсутствие ловушки и затвора позволяет максимально использовать эффективность действия ионного насоса; в некоторых вакуумных системах с этой целью насос устанавливают непосредственно в рабочей камере.

При включении системы на откачку вначале необходимо активировать сорбционные насосы путем их нагревания до 250 С; при этом клапаны V1 и V2 должны быть открыты, a V3 и V4 — закрыты. В результате происходит удаление паров воды из цеолита, адсорбировавшихся в нем при контакте с атмосферным воздухом. После этого клапаны V1 и V2 закрываются, а насосы захолаживаются до температуры жидкого азота. Газ, находящийся в насосах, эффективно охлаждает цеолитовые гранулы, обладающие плохой собственной теплопроводностью. Затем первый сорбционный насос с помощью клапана V3 подключается к системе, давление в которой при этом снижается до ~ 1 Па.

На этой стадии (при открытом V5) систему целесообразно подвергнуть предварительному прогреву (до 12O 0C) для повышения эффективности удаления паров воды с внутренней поверхности стенок камеры. Перекрывая клапан V3 и открывая V4, продолжают откачку системы вторым, «незаполненным» сорбционным насосом. При этом температура прогрева системы может быть повышена до 250 °С, а ионный насос приведен в действие. Такой прогрев не только улучшает обезгаживание системы, но и обеспечивает «регенеративный» нагрев ионного насоса, благодаря которому достигается максимальная его производительность.

Считается, что повышение температуры увеличивает эффективность распыления металла катода и повышает скорость диффузии поверхностносвязанного газа. В это время сорбционные насосы могут быть отключены от системы. В результате такого отжига давление в системе должно снизиться, по крайней мере, до 10-3 Па.

После перекрытия клапана V5 повышают температуру рабочей камеры до 450 С, оставляя неизменной температуру ионного насоса (~250°С); при этом в системе достигается предельное давление <10-8 Па.

Для удаления значительных количеств активных газов, которые могут выделяться в систему, целесообразно использовать титановый сублимационный насос. Адсорбционный и ионный насосы имеют ограниченную газопоглощающую емкость, особенно в отношении инертных газов, поэтому могут возникнуть проблемы при откачивании систем с большими потоками инертных газов. Емкость адсорбционных насосов может быть увеличена путем предварительного их откачивания с помощью дополнительного безмасляного механического насоса. В этом случае адсорбционные насосы активируются путем их прогрева при более низких давлениях (обычно <10-4 Па), и в системе достигается более низкое парциальное давление неона.

Предварительная продувка системы сухим азотом также позволяет создать адсорбционными насосами более высокий вакуум. Для увеличения газопоглощающей емкости ионного насоса целесообразно использовать небольшой дополнительный ионный насос, которым откачивается основной ионный насос в процессе его регенеративного нагрева. Рассмотренная выше система представлена на рис.7.5

Альтернативным решением проблемы удаления больших потоков газа является использование гибридной системы откачки, особенно ионного насоса в паре с турбомолекулярный. Такая установка, представленная на рис. 7.6, удобна для длительных по времени экспериментов, когда возможно возникновение больших газовых нагрузок. Турбомолекулярный насос удаляет основную часть газа, обеспечивая необходимые начальные значения газового потока и давления для ионного насоса, который, в свою очередь, создает сверхвысокий вакуум. В системах этого типа затвор V1 и клапан V2 должны допускать прогрев.

 

 

 

Рис.7.5. Усовершенствованная сверхвысоковакуумная система: 1— безмасляный ротационный насос; 2 — сорбционные насосы; 3— малогабаритный вспомогательный ионный насос; 4 — прогреваемый цельнометаллический клапан; б — рабочая камера; 6 — основной ионный насос.

 

 

Рис.7.5 Гибридная схема откачки, рассчитанная на большие газовые нагрузки: 1—турбомолекулярный насос; 2 — ротационный насос; 3— цеолитовая ловушка, охлаждаемая жидким азотом; 4 — ионный насос; 5 — рабочая камера; 6 — ионизационный вакуумметр; V1 — прогреваемый затвор; V2 — прогреваемый клапан.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 163 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru