3.5.3 Кріогенні(конденсаційні насоси)

Робота кріогенних (конденсаційних) насосів основана на конденсації газів та парів на поверхні твердих тіл, охолоджених до дуже низьких температур.

Для відкачки азоту, кисню, аргону або СО₂ температуру стінок камери необхідно понизити до температури кипіння водню Т = 20,4 К. Для отримання більш низьких тисків у насос заливають рідкий гелій, температура кипіння якого при атмосферному тиску становить 4,2 К (-296 ^оС). При такій температурі всі гази знаходяться у рідкому і твердому станах.

Рисунок 3.41 – Кріонасос з малими витратами гелію

Граничний тиск гелієвого насосу складає Р_гр = 10^-13 Па. Найбільш високий вакуум, який можна отримати – отримують гелієвим насосом.

При довгій роботі конденсаційних насосів на охолодженій поверхні утворюються шари конденсату, які необхідно видаляти шляхом прогрівання до кімнатної температури з одночасною відкачкою допоміжним насосом.

Розділ 4 вакуумні уловлювачі та їх експлуатація

4.1. Призначення та основні вимоги,

що висуваються до вакуумних уловлювачів

Вакуумними уловлювачами (пастками) називаються пристрої, які встановлюються у вакуумну систему і призначені для уловлювання пари робочої рідини насоса та зниження тим самим її проникнення у відкачуваний об'єм.

Залежно від діапазону робочих тисків уловлювачі поділяють на форвакуумні (вловлювання парів робочих рідин форвакуумних насосів при в'язкісному та молекулярно-в'язкісному режимах течії пари з насосів) і високовакуумні, які призначені для уловлювання парів робочих рідин з дифузійних і бустерних пароструминних насосів при молекулярному режимі течії пари з насосів.

Залежно від принципу дії уловлювачі поділяються на механічні (масловідбивні), низькотемпературні (конден-саційні), адсорбційні, термічні (гарячі, термосорбційні) та електричні (газорозрядні). Найбільшого поширення набули механічні, низькотемпературні й адсорбційні уловлювачі.

Основними характеристиками уловлювачів є захисна здатність та питома провідність.

Захисну здатність уловлювача визначають як відношення потоку пари робочої рідини Q_П, що надходить з насоса в уловлювач за одиницю часу, до потоку пари Q_П, який пройшов через уловлювач до відкачуваного об'єму

(4.1)

Іноді як показник, що характеризує захисну здатність уловлювача, використовують безпосередньо потік Q"_П, віднесений до одиниці площі вхідного отвору уловлювача, або парціальну частку пари робочої рідини та продуктів термічного розкладу в спектрі залишкових газів у відкачуваній системі за уловлювачем.

Питому провідність уловлювача U_num.yл. визначають як відношення провідності уловлювача U_ул до площі його вхідного отвору F_ул

(4. 2)

При конструюванні уловлювачів залежно від їх призначення до них висувається ряд вимог, основи з яких такі.

1.Уловлювачі мають добре захищати відкачуваний об'єм від проникнення пари робочої рідини, тобто повинні мата максимальну захисну здатність.

2.Уловлювачі мають якомога менше знижувати швидкість дії насоса. Правильно сконструйований уловлювач знижує швидкість дії насоса не більше ніж на 30—40 %.

3.Уловлювачі повинні мати конструкцію, яка забезпечувала б доступ до захисних елементів для їх періодичної очистки.

4.Уловлювачі, які застосовуються в надвисоковакуумних системах, мають допускати прогрівання до 750 К з метою їх знегажування.

5.Конструкції охолоджуваних уловлювачів повинні забезпечувати малі витрати холодоагента.