тмиэт / тмиэт / Презентации / 4

S0 = dV / dt = Q / P – быстрота действия насоса - объем газа, удаляемый насосом в единицу времени

через входной патрубок, или - отношение производительности насоса Q к парциальному давлению данного газа в близи впускного отверстия насоса P.

pпр – предельное давление (предельный вакуум) – нижний предел рабочего давления насоса, откачивающего замкнутую систему (т.е. без нагрузки потоком газа). Определяется обратным протеканием газов, газовыделением материалов и т.п.

S(p)

S0

Предельное давление определяется газовыделением стенок насоса, объемом вредного пространства (В) и давлением насыщенных паров масла.

При низких давлениях пары рабочей жидкости могут двигаться на встречу основному потоку. Для предотвращение попадания их в камеру устанавливаются ловушки

• При откачке парциальное давление воздуха и парциальное давление водяного пара растут синхронно.

•Насос обеспечивает сжатие откачиваемого воздух во столько раз, во сколько атмосферное давление больше, чем давление в вакуумируемой линии. При откачке воздуха, содержащего водяной пар, возможна конденсация и образование водно-масляной эмульсии. В результате чего увеличивается трение и износ (в том числе за счёт коррозии), уменьшается герметичность.

Пластинчато-роторный насос наиболее часто используется для создания предварительного разряжения – форвакуумный насос,

который последовательно соединяется с высоковакуумным насосом

Впущенный воздух (газовый балласт) снижает эффективную степень сжатия и предотвращает конденсацию паров воды

https://youtu.be/PyYNJDzePCs

I модель: При низких давлениях число взаимных соударений молекул < числа соударений с стенкой. Молекулы при столкновении с подвижной поверхностью принимают тоже направление движения.

uст

b

Зависимости быстроты действия S и коэффициента компрессии К от ширины канала a при а=b, l=1

м, uст=200 м/с

1 – ротор

2 – охлаждаемый корпус

3 – диски с прорезями

4 – неподвижные диски с зеркально расположенными прорезями

S(p)

0.1–20.0 м3/с

Достоинства:

Высокая удельная быстрота действия ~2 л/с на 1 см2 площади вxoдного сeчения;

широкий диапазон рабочих давлении ~ 10-6 .. 10-1 Па;

быстрый запуск насоса ~ 5.. 10 мин;

практически безмасляный спектр остаточных газов;

Быстрота слабо зависит от рода газа (отличаются большой быстротой действия при откачке газов с малой молекулярной массой, обычно трудно удаляемых из вакуумных установок).

Недостатки:

Высокоскоростной ротор со смазываемыми быстро изнашивающимися подшипниками или сложными (дорогостоящими) системами подвеса (магнитный подвес).

По агрегатному состоянию вещества рабочего тела различают жидкостно-, газо- и пароструйные насосы.

При пароструйной откачке молекулы откачиваемого газа взаимодействуют со струей пара, имеющей звуковую или сверхзвуковую скорость, и приобретают дополнительную скорость в направлении насоса предварительного разряжения.

По способу взаимодействия откачиваемого газа и рабочего тела пароструйные насосы подразделяют на пароэжекторные, бустерные и диффузионные.

Эжекторные насос обеспечивает откачку при низком вакууме. В этом случае молекулы, находящиеся в приграничном с паровой струей слое, за счет внутреннего трения (вязкости) увлекают другие слои газа.

Диффузионные насосы работают в области высокого вакуума, в которой молекулы откачиваемого газа, перемещаясь за счет самодиффузии, непосредственно взаимодействуют с движущейся струей пара.

Требования к рабочим жидкостям :

1)стойкость к разложению при нагревании;

2)минимальная способность растворять газы;

3)химическая стойкость к газам и к материалам насоса;

4)малая теплота парообразования

5)минимальная упругость паров при Tкомн и максимальная при рабочей T кипятильника.

За время движения пара от сопла до стенок молекулы откачиваемого газа диффундируют в струю пара. После конденсации образовавшейся парогазовой смеси выделившийся газ откачивается насосом предварительного разряжения, а сконденсировавшееся рабочая жидкость стекает через зазор в кипятильник

S(p)

0.01–45.0 м3/с

Тонкая пленка наносится на поверхность объема для увеличения отношения объема к поверхности. Температура поверхности поддерживается комнатной или понижается для увеличения вероятности связывания молекул газа.

Поверхность насыщается, что требует осаждения новых слоев активного металла.

Поскольку инертные газы не поддаются химическому захвату, титановое геттерирование является только вспомогательным методом.

+5 кВ

А

К Кол

S(p)

0.45 –

–4.5 м3/с

10–7 10–5

3. Ионно-сорбционная откачка

Ионизация остаточных газов в результате столкновений атомов с электронами, эмитированными раскалённым катодом ускоренным электрическим полем.

Материал анода может быть выполнен из химически активного металла, который испаряется (сублимирует) в процессе работы, обеспечивая восстановление геттерных свойств поверхности.

Ионы внедряются в отрицательно заряженные стенки насоса (коллектор ионов), которые также выполняют функцию подложки для осаждаемой геттерирующей пленки металла.

10–3 10–2 p, Па

К (Ti)

А

S(p)

0.005– –1.2 м3/с

10–8 10–7

магнитное поле.

BЭлектроны эмитированные с поверхности катода, ускоряются электрическим полем по направлению к аноду.

Магнитное поле сообщает электрону радиальную скорость и обеспечивает спиральные траектории движения. В результате длина свободного пробега возрастает и увеличивается эффективность ионизации газа, что обеспечивает Pпред ~10-8 Па.

Положительно заряженные ионы бомбардируют поверхность катода, часть из них захватывается 10–1 1 p, Па катодом. В результате бомбардировки происходит распыление материала катода. Распыленный

материал осаждается на поверхностях насоса.