В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Высотные испытательные установки и имитация космического пространства
Вакуумные установки - Высотные установки и имитация космоса
Оглавление
Высотные испытательные установки и имитация космического пространства
Страница 2
Страница 3
Страница 4
Страница 5
Все страницы

Сверхвысоковакуумные установки можно выполнять в двух вариантах: одинарными или с двойными стенками при одновременном создании высокого вакуума в межстенном пространстве. Выбор установок того или иного типа зависит от конкретных условий. Большую одностенную камеру технически очень трудно прогреть равномерно с применением надвигаемой печи. В установке с двойными стенками сокращается время необходимого прогрева установки, поэтому для установок больших размеров предпочтительнее двухстенная конструкция. На рис. 238 и 239 показаны установки фирмы Шейбольд (ФРГ) для создания условий космического вакуума.

 


 




 Таблица 42

Установка (США)
Внутренние размеры в M
Распо-
 
ложение
Давление в мм рт. ст.
Мощность гелиевого охлади-
теля в кВт
Система
откачки
Диаметр
Длина
ра-
бочее
пре-
дельное
Aeronutronics (Philco, Ford) Newport Beach. Calif.
2,5
9
Горизон-
 
тальное
10-6
10-1
Диффузионный
насос
Bendix Corp. Ann. Arbor. Mich,
6
8
10-9
Boeing Сотр. Kent, Washington
3
6
Верти-
 
кальное
10-9
10-10
2Х 1,2
Криогенный, титановый сублимацион-
ный и ионный насосы
12
15
10-8
10-9
Douglas Aircraft Huntington Beach. Calif. ,
11(шар)
10-10
Криогенный
насос
Fairchild Camera and lnstr. Corp. Syosset, N. Y.
5X4
4
Горизон-
 
тальное
10- 2
10-9
Диффузионный
насос
General Dynamics Corp. San Diego, Calif.
4
6
10-3
10-4
General Electric Сотр. Valley Forge, Pa.
10
16
Верти-
 
кальное
10-4
10-9
1,0
Диффузионный и криогенный насосы
12(шар)
10-6
10- 9
4
8
Горизон-
 
тальное
10-6
10-7
0,5
Диффузионный и
криогенный насосы

 

 

Продолжение табл. 42

Установка (США)
Внутренние размеры в м
Распо-
ложение
Давление в мм рт. ст.
Мощность гелиевого охла-
дителя в кВт
Система
откачки
Диаметр Длина
ра-
бочее
пре-
дельное
Irumman Aircraft Corp. Bet-hepage, N. Y.
4,5
6
Верти-
 
кальное
10-6
Диффузионный
насос
Hughes Aircraft Сотр. El Se-gundo, Calif.
4.5
11
10-6
10-7
Lockheed Missiles and Space Sunnyvale, Calif.
5,6
6
10-7
10-8
1,0
Диффузионный, криогенный и ионный насос
Martin Denver, Colo.
9
14
10-5
10-5
2Х 1,0
Диффузионный и криогенный насосы
Mc Donnell Сотр. St. Louis, Mo.
9
11
Горизон-
 
тальное
10-7'
10-9
Диффузионный
и паро-
эжекторный
насосы
5,5
9
10-8
10-10
1,3—0,3
Диффузионный и криогенный насосы
Northrop Corp. Hawthorne, Calif.
4
4,5
10-6
10-8
Диффузионный
насос
RCA Princeton, N. Y.
8
6
Верти-
 
кальное
10-6
10-6
Диффузионный
насос
Republic Aviation Farmingdale, N. Y.
4
6
Горизон-
 
тальное

-
Ионный насос
4
5,5
10-6
Диффузионный
насос

Продолжение табл. 42

Установка (США)
Внутренние размеры в м
Расположение
Давление в мм рт. ст.
Мощность гелиевого охла-
дителя в кВт
Система
откачки
Диаметр
Длина
ра-
бочее
пре-
дельное
Western Dev. Labs. (Philco, Ford) Palo Alto, Calif.
3
7
Горизон-
 
тальное
10-7
10-8

Диффузионный, титановый сублимацион-
ный и ионный насосы
NASA—GSFC Greenbelt, Md
8
12
Верти-
 
кальное
10-6
10-8
1,1
Диффузионный и криогенный насосы
4
5
10-8
10-9
Диффузионный насос
NASA—JPL Pasadena, Calif.
8
12
Верти-
 
кальное
10-6
Диффузионный насос
3
11
NASA—LRC Cleveland; Ohio
9
30
Горизон-
 
тальное
10-6
10-6
8
21
10-7
10-9
NASA—MSC Houston, Texas
8
9
Верти-
 
кальное
10-6
10-9
20
40
10-6

4 X 1,75
Диффузионный и криогенный насосы
NASA—MSFC' Hunstville, Ala
4
5
10-12
1,0
Криогенный и ионный насосы
5
6

10-9
1,0
Диффузионный и криогенный насосы
USAF-AEDC Arnold AFB, Tenn.
11
20
10-7
10-9
1,0
5,5
9
Горизон-
 
тальное
10-6
10-6
2X3,5
USAF—Rocket Prop. Lab. Edwards AFB, Calif.
9(шар)
10-6
Диффузионный насос

Высотные и космические испытательные камеры изготовляют фирмы Пенсальт (США), Ульвак (Япония) и др. На рис. 240, а показана сверхвысоковакуумная установка EBD-40G (фирма Ульвак, Япония), в которой создается вакуум до 10_в мм рт. ст. и обеспечивается высокая чистота остаточного газа. На рис. 240, б показана установка этой же фирмы для космических испытаний, в которой поддерживается давление до 10-7 мм рт. ст. и температура—190 С или ниже (соответствующая высоте 300 км над поверхностью Земли).

Недостатки вакуумных откачных систем, состоящих из диффузионного и конденсационного криогенного насосов, заключаются в том, что при 20 К не откачивается водород (выделение водорода при испытаниях составляет 10-5 мм рт. ст*л/(с*м2) при 300° К), и в том, что возможно попадание масляных паров из диффузионного насоса в откачиваемый объем. В связи с этим вновь проектируемые и создаваемые установки снабжают так называемыми безмасляными средствами откачки. Для малых и средних камер применяют охлаждение криогенной поверхности до 2,5—3° К, при котором парциальное давление водорода меньше 10-11 мм рт. ст. Для больших камер это экономически нецелесообразно.

Если же криогенная поверхность покрыта слоем вещества, адсорбирующего газы, например цеолитом, с диаметром пор от 4 до 12 А, то водород эффективно удаляется уже при 20 К и достигается давление 10-13 мм рт. ст. Однако адсорбция не может происходить непрерывно из-за насыщения адсорбента газами и парами H2O. В результате оказывается, что количество откачиваемого газа на единицу поверхности при сорбционной откачке меньше, чем при конденсационной.


 В некоторых случаях используют также и эффект «криозахвата», когда происходит замуровывание молекул неконденсирующихся газов под слоем конденсата из водяного пара, углекислого газа или других конденсирующихся паров. Например, при подаче водяного пара в систему можно сконденсировать углекислоту при 77° К и достичь парциального давления CO2 более низкого, чем давление насыщения. Водород и гелий можно сконденсировать при 20 K добавлением углекислого газа или аргона. Однако такой метод можно применить только в случае, если присутствие в камере постороннего конденсирующегося газа не влияет на проведение опыта; в больших имитаторах космоса он не используется.

Наиболее подходящим дополнением к охлаждаемой до 20° К криогенной поверхности оказывается титановый сублимационный криогенный насос. В нем титановый слой образуется непрерывным напылением в вакууме (рис. 241). При температуре 1500—1600° С происходит сублимация порядка 10 г/ч титана, а запас его в насосе составляет несколько килограммов. При этом поверхность, на которой образуется слой титана, охлаждается жидким азотом. Такой насос не откачивает инертные газы и метан, но он имеет высокую скорость откачки водорода, что очень важно для больших имитаторов космоса. Схема имитатора космоса с использованием титанового сублимационного и ионного насосов показана на рис. 242. Скорость откачки поверхностью, имеющей вид круга диаметром 1 м, составляет —105 л/с. Инертные газы могут откачиваться либо сорбционно-ионными, либо турбомолекулярными насосами.

Иногда дополнительная криогенная поверхность сравнительно небольшой величины, охлаждаемая жидким азотом, включается в работу после достижения давления 5- 10-2 мм рт. ст., благодаря чему быстро достигаются давления ~10-4 мм рт. ст., нужные для работы сорбционно-ионного и титанового сублимационного насосов.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 75 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru