Cтраница 4
В настоящее время основным средством откачки служат масляные насосы, но в ряде случаев они уже не удовлетворяют этой цели и не столько по величине достигаемого предельного давления, сколько вследствие неизбежности загрязнения откачиваемых объектов парами масла и продуктами его разложения. Это привело к необходимости разработки безмасляных насосов, принцип работы которых в большинстве случаев основан на использовании явления хемосорбции газов на чистых поверхностях некоторых химически активных металлов, а также физической адсорбции и конденсации газов на микропористых адсорбентах или поверхностях, охлажденных до низких температур. [46]
Понижение давления газа при откачке происходит во всей вакуумной системе, но, как показывает опыт, у конца трубки, обращенного к насосу, давление падает быстрее, чем у конца трубки, обращенного к откачиваемому объекту. [47]
Легко помять, что если в откачиваемом объекте или трубопроводе имеется жидкость с большой упругостью пара, то, пока жидкость полностью не испарится, невозможно получить давление, которое было бы ииже давления пара жидкости при данной температуре. [48]
При эксплуатации средств хранения и транспортирования жидкого водорода, в которых используют вакуумные виды изоляции, значительное место занимает создание и поддержание вакуума. Существуют статические системы вакуума, в которых откачиваемый объект после достияения необходимого вакуума отключается от вакуум-насоса, и динамические системы, в которых необходимо поддерживать вакуум путем непрерывной откачки газа вакуум-насосом или какими-либо другими средствами. [49]
![]() |
Схема установки непрерывной откачки. [50] |
После намерзания на конденсаторе значительного слоя откачиваемого газа в работу включают второй насос, а отработавший ставят на регенерацию. Для этого затвором 2 отсекают его от откачиваемого объекта и заполняют воздухом. Вошедший воздух охлаждается и частично конденсируется за счет отдачи тепла десублимату и теплоемкой массе самого конденсатора. Происходит плавление твердого конденсата и нагрев массы конденсатора до температуры жидкого воздуха ( примерно 81 К) - Жидкий конденсат сливается в ванну 5 и используется для предварительного охлаждения хладагента перед криогенератором в высокотемпературном контуре. Тем самым осуществляется частичная утилизация холода, аккумулированного десублиматом и массой конденсатора в период работы насоса. [51]
К вакуумным системам предъявляется ряд требований. Основными из них являются возможности получения необходимого вакуума в откачиваемом объекте и требуемой быстроты откачки объекта. Этим требованиям вакуумная система будет удовлетворять, если выдержана достаточная степень газонепроницаемости ( герметичности), не происходит постоянного выделения газов или паров внутри вакуумной системы, применен насос с достаточно низким предельным давлением, сопротивление вакуумопровода ( включая и откачную трубку объекта) сведено к минимуму и насос обладает достаточно большой быстротой действия. [52]
При достижении высокого вакуума алюмогель охлаждается до комнатной температуры, при которой он начинает поглощать имеющиеся в системе пары. Преимущество этих ловушек состоит в том, что с их помощью в откачиваемых объектах можно поддерживать высокий вакуум уже после непосредственной откачки в течение даже нескольких суток. [53]
![]() |
Изменение интенсивности выделения загрязнений в диффузионном насосе при различных режимах его раВоты / и 2 - включение и выключение подогревателя насоса. [54] |
Ротационные вакуумные насосы с масляным уплотнением являются обязательным элементом во всех вакуумных системах в том числе и в тех, к которым предъявляются высокие требова ния недопустимости загрязнения парами масла. Считается, чъ в начальный момент откачки, когда по трубопроводу, соединяю щему насос с откачиваемым объектом, движется плотный пото газа в сторону насоса, миграция загрязнений из него в объе невозможна. Поток откачиваемого газа как бы сносит обра в насос диффундирующие из него в трубопровод частички заг j нений. [55]
Из вышеприведенных формул видно, как важно применять в вакуумной технике широкие трубопроводы. Сечение трубопроводов коротких вакуумных линий стараются выбирать не уже, чем выходное отверстие насоса ( в зависимости от размера откачиваемых объектов), однако в любом случае диаметр трубопроводов должен быть не менее 20 мм, а отверстий кранов - не менее 10 мм. [56]
Принцип действия возможен самый различный: можно конденсировать или вымораживать пары масла на охлаждаемых поверхностях, поглощать его сорбентами, добиваться разложения углеводородов на нагретых поверхностях на легко откачиваемые газы и углерод, возбуждать молекулы рабочей жидкости с помощью электрического разряда для ускорения их адсорбции и полимеризации на стенках ловушки. Однако следует иметь в виду, что установка отражателей и ловушек лишь снижает поток загрязнений на два-три порядка, но не защищает откачиваемый объект от них полностью. Кроме того, эти устройства создают значительное сопротивление потоку откачиваемого газа и снижают быстроту действия вакуумных насосов. [57]
![]() |
Криопанели комбинированного конденсационного насоса. [58] |
В качестве хладагента може быть использован газообразный гелий при температуре 15 - 20 К. Насос работает следующим образом. Форвакуумным насосом 2 вакуумируют откачиваемый объект и сам насос до давления 10 - 10 1 Па. После этого подают жидкий азот в защитные экраны, а гелий - в конденсатор. Легкокон-денсируемые газы ( пары воды, СО2) вымерзают на азотных экранах, трудноконденсируемые газы конденсируются на элементах конденсатора 1а и 16 а неконден-сируемые газы проходят к адсорбенту 7 и поглощаются им. [59]