В вакуумных системах для получения высокого ва­куума, свободного от органических соединений и других конденсирующихся паров, устанавливают ловушки. Ловушкой называют устройство для улавливания паров или газов, применяемое с целью предотвращения их проникновения из одной части вакуумной системы в другую или снижения и\ парциального давления.

В оборудовании для производства электровакуум­ных приборов наибольшее распространение получили охлаждаемые и сорбционные ловушки Ловушка представляет собой участок трубопровода, в котором разме­щены охлаждаемые перегородки, например жалюзи (рис. 5-14), или сорбент (рис. 5-15), препятствующие проникновению паров и конденсирующихся газов в от­качиваемый сосуд.

Перегородки охлаждаемой ловушки припаяны к массивному стержню, который помещают в сосуд Дью­ара с хладоагентом, или к трубке, через которую проте­кает хладоагент. Первые из них получили название за­ливных, вторые — проточных ловушек. Чаще всего в заливных ловушках в качестве хладоагента использу­ют жидкий азот, в проточных — воду или жидкий азот. В соответствии с применяемым хладоагентом ловушки называют азотными или водяными. В лабораторной практике и в промышленности встречаются также азот-но-водяные ловушки, в которых нижний ярус перегоро­док охлаждается водой, верхний — азотом.

Охлаждение заливных ловушек аналогично охлаж­дению адсорбционных насосов. Время первоначального охлаждения этих ловушек больше, чем проточных. К тому же внешне трудно определить момент, когда ло­

вушка полностью заморозилась Установившаяся тем­пература охлаждаемых перегородок заливной ловуш­ки, в особенности при плохом контакте внешней и внут­ренней частей охлаждаемого стержня, может отличаться от температуры хладоагента на 1O0C или более Уста­новившаяся температура перегородок проточной ло­вушки обычно отличается от температуры хладоагента не более чем на 1—2°С.

Для питания проточных ловушек жидким азотом из сосуда Дьюара закрытого типа используют специаль­ные питательные устройства (рис 5-16) Питатель 4 имеет канал для протока жидкого азота, герметичные присоединительные устройства для присоединения к со­суду Дьюара 2 и ловушке 3, а также предохранитель­ный клапан 1 для сброса избыточного давления в со­суде Дьюара Для подачи азота в ловушку поступают следующим образом. Открывают предохранительный клапан пита­тельного устройства

Питатель устанавливают на сосуд Дьюара Сосуд Дьюара с питательным устройством при­соединяют к одному концу трубки охлаждения ловушки Закрывают ограничительный предохранительный кла­пан на питательном устройстве. Снимают ограничитель­ный колпачок со свободного конца трубки охлаждения ловушки В результате испарения жидкого азота в сосу­де Дьюара увеличивается давление, и жидкий азот на­чинает поступать в ловушку. В некоторых питательных устройствах имеется нагреватель, помещаемый в сосуд Дьюара. Для ускорения процесса увеличения давления газа в сосуде Дьюара включают нагреватель Через не­которое время из свободного конца трубки охлаждения ловушки начнет выходить холодный газ, еще через не­которое время — белесый туман, содержащий капельки жидкого азота Появление капель жидкого азота бу­дет свидетельствовать о замораживании ловушки Пос­ле этого выключают нагреватель и надевают ограничительный колпачок, ограничивая поток азота через ло­вушку.

Нежелательно допускать длительное прекращение подачи азота в ловушку. Пары воды, находящиеся в ат­мосфере, при отсутствии потока азота попадают в труб­ку охлаждения ловушки, конденсируются там, что мо­жет вызвать закупорку трубки Если это произошло, ловушку необходимо продуть сжатым воздухом.

Если в процессе работы ловушки полностью исче­зает белесый туман, выходящий из свободного конца трубки охлаждения, необходимо снять ограничительный колпачок, тем самым уменьшить сопротивление потоку азота Если при этом не восстановится достаточный по­ток азота, необходимо на непродолжительное время

включить нагреватель питательного устройства. Наобо­рот, если из ловушки выбрасывается большое количест­во жидкого азота, необходимо на время открыть пре­дохранительный клапан питательного устройства, чтобы уменьшить давление газа в сосуде Дьюара, тем самым уменьшить подачу азота.

В вакуумной системе охлаждаемые ловушки распо­лагаются между диффузионным насосом и откачивае­мым сосудом. Обычно ловушка отделяется от откачи­ваемого сосуда затвором. Правила работы с ловушками неразрывно связаны с правилами эксплуатации уста­новок в целом. Однако можно сформулировать основные принципы, которым необходимо следовать при эксплуа­тации охлаждаемых ловушек.

В моменты охлаждения и последующего нагрева перед выключением установки ловушка должна быть разобщена с откачиваемым со­судом затвором. Ловушка наиболее эффективно выпол­няет свои функции — улавливает конденсирующиеся пары, когда существует установившийся режим откач­ки при молекулярном режиме течения газа. Нельзя до­пускать контакта охлажденной ловушки с атмосферным воздухом (при атмосферном или близком к нему давле­нии). В процессе работы установки нельзя допускать даже кратковременного размораживания ловушки. Ло­вушка, если она не подвергается воздействию большой газовой нагрузки, сохраняет низкую температуру в те­чение 10—20 мин после прекращения подачи хладо­агента. Перед постановкой в вакуумную систему ловуш­ка должна быть проверена на герметичность, в том чис­ле трубка охлаждения проточных ловушек.

Сорбционные ловушки применяются в линиях форвакуумной и предварительной откачки. Существенным недостатком сорбционных ловушек является ограничен­ная сорбционная емкость сорбента. Сорбционные ло­вушки способны поглотить от 20 до 130 г масла, обес­печивая поток углеводородов за ловушкой не более 10^-7 мг / (ч* см2).

Срок службы ловушек и период между очередными регенерациями сорбента будет максимальным, если со­блюдать следующие правила. Ловушку нельзя помещать в непосредственной близости от механического насоса Целесообразно отделить ее от механического насоса и откачиваемого сосуда клапанами и снабдить обводной линией. Откачку откачиваемого сосуда с атмосферно­го давления лучше производить через эту обводную ли­нию, когда ловушка разобщена с остальной частью ва­куумной системы клапанами. Желательно также обес­печить минимальное воздействие на ловушку механичес­ких факторов (вибраций). Если ловушка устанавлива­ется в часто вскрываемой системе, то перед вскрытием ее следует наполнять осушенным азотом.

Регенерация сорбента непрогреваемых ловушек про­изводится вне ловушки, для чего пакет с сорбентом из­влекается из нее. Процесс регенерации аналогичен ре­генерации сорбента адсорбционных насосов. Сорбент прогреваемых ловушек регенерируется в самой ловуш­ке. На время регенерации ловушка разобщается с от­качиваемым сосудом.