- •Вакуумна техніка
- •Бібик в.В., Гричановська т.М.,
- •© Бібик в.В., Гричановська т.М., 2014
- •Розділ 1 теоретичні основи вакуумної техніки
- •1.1 Газові закони
- •1.2 Розподіл молекул газу за швидкостями
- •1.3 Тиск. Ступені вакууму
- •2.1. Взаємодія газів з твердими тілами
- •Питання і задачі до розділу 1
- •Розділ 2 фізичні явища і процеси у вакуумі
- •2.2. Конденсація та випаровування.
- •Адсорбція газів і пари
- •2.5.В’язкість газів. Перенесення теплоти у вакуумі
- •2.6 Електричні явища у вакуумі
- •2.7 Теоретичні основи процесу відкачування
- •Запитання і задачі до розділу 1
- •Розділ 3 методи отримання вакууму
- •3.1 Отримання вакууму та класифікація вакуумних насосів
- •3.3 Об’ємне відкачування. Об’ємні насоси
- •3.3.1 Поршневі насоси
- •3.3.2 Обертальні насоси Пластинчасто-роторні насоси
- •Пластинчасто-статорні насоси
- •Рідинно - кільцеві насоси
- •Золотниковий (плунжерний) насос
- •Робочі рідини обертальних насосів
- •3.3.3 Обертальні безмасляні насоси
- •3.4 Молекулярні насоси
- •3.4.1 Механічні молекулярні насоси
- •Молекулярні насоси.
- •Турбомолекулярні насоси
- •3.4.2 Дифузійні молекулярні (пароструминні) насоси
- •12. 11. Запуск і зупинка пароструминних насосів
- •Запитання для самоперевірки
- •3.5 Сорбційні насоси
- •3.5.1 Іонно-сорбційні насоси (іонно-гетерні)
- •3.5.2. Адсорбційні насоси
- •3.5.3 Кріогенні(конденсаційні насоси)
- •Розділ 4 вакуумні уловлювачі та їх експлуатація
- •4.1. Призначення та основні вимоги,
- •4.2. Механічні уловлювачі
- •4.3. Низькотемпературні охолоджувані (виморожувальні) уловлювачі
- •4.4. Адсорбційні уловлювачі
- •4.5. Гарячі (термічні) уловлювачі
- •4.6. Електричні (газорозрядні) уловлювачі
- •Розділ 5 вимірювання тиску розріджених газів
- •4.1 Деформаційні вакуумметри
- •4.2 Гідростатичні вакуумметри
- •4.3 Теплові вакууметри
- •4.4 Іонізаційні вакууметри
- •Магнітні вакуумметри
- •Радіоізотопні перетворювачі
- •Вимірювання парціальних тисків
- •16. 2. Омегатрон
- •16. 3. Тропатрон
- •6.2 Нероз’ємні вакуумні з’єднання
- •6.3 Розбірні вакуумні з'єднання
- •6.3.1Розбірні з'єднання з гумовими прокладками.
- •6.3.2 Розбірні з'єднання з металевими ущільнювачами.
- •6.4 Рухомі вакуумні з’єднання.
- •6.3.3 Передача руху у вакуум.
- •Розділ 8 Надвисокий вакуум
- •8.1 Отримання надвисокого вакууму.
- •Вимірювання надвисокого вакууму.
- •Розділ 9 Проектування вакуумних систем
- •9.1. Принципові вакуумні схеми
- •Вакуумні системи і елементи їх розрахунку
- •17. 1. Основні елементи вакуумних систем
- •17. 2. Типові вакуумні системи
- •17. 3. Розрахунок тривалості відкачки вакуумної системи
- •Запитання для самоперевірки
- •Розділ6 матеріали і конструкції вакуумних систем
- •6.3.2 Розбірні з'єднання з металевими ущільнювачами.
Вимірювання надвисокого вакууму.
Вимірювання надвисокого вакууму здійснюється електронними іонізаційними і магнітними електророзрядними вакуумметрами. Нижня межа тиску у перших визначається фотоелектронним струмом з іонного колектора під дією рентгенівського випромінювання з анода (що виникає при його електронному бомбардуванні). Існують іонізаційні вакуумметри спеціальної конструкції, в яких фоновий струм понижений. Найбільшого поширення набув манометр Байярда - Альперта; колектор іонів в нім є тонким осьовим стрижнем, на який потрапляє лише мала частина рентгенівського випромінювання анода. Нижня межа вимірювань ~10-10 мм рт. ст. Модулюючи іонний струм в манометрі Байярда - Альперта за допомогою спеціального електроду, вдається вимірювати тиск до 10-11 мм.рт.ст. Придушення фонового струму електричним полем додаткового електроду (супрессора) дозволяє вимірювати ще нижчий тиск (особливо у поєднанні з методом модуляції). Створені конструкції, в яких колектор екранований від попадання на нього рентгенівського випромінювання з анода. У манометрі Редхеда іони з області іонізації витягуються через отвір в екрані і за допомогою півсферичного рефлектора фокусуються на тонкий дротяний колектор. У манометрі Хельмера іонний потік, що виходить з отвору в екрані, відхиляється за допомогою 90º-ного кутового електростатичного дефлектора і прямує до колектора. У манометрі Грошковського тонкий дротяний колектор розташований напроти отвору в торці анодної сітки і захищений від рентгенівського випромінювання скляною трубкою. Описані прилади дозволяють вимірювати тиск до 10-12 мм.рт. ст., а в окремих випадках до 10-13 мм.рт.ст.
Значне зменшення нижньої межі вимірюваного тиску може бути досягнуте за рахунок збільшення довжини пробігу електронів. У орбітронному манометрі подовження досягається за допомогою електричного поля, а в іонізаційному магнетронному манометрі (манометр Лафферті) - за допомогою магнітного поля. Цими приладами можна вимірювати тиск до 10-12-10-13 мм.рт.cт. Магнітні електророзрядні вакуумметри, вживані для вимірювання Н. в., мають ряд особливостей: щоб забезпечити запалення і підтримку розряду при дуже низькому тиску, збільшують розміри розрядного проміжку, підвищують анодну напругу (5-6 кВ) і напруженість магнітного поля (>1000 э). Для виключення фонового струму, пов'язаного з тунельною емісією з ділянок катода, розташованих поблизу анода, ці ділянки оточують заземленими екранами.
Для вимірювання парціанального тиску газів в умовах Н. в. застосовуються масспектрометри, наприклад омегатроном вдається вимірювати тиск до 10-10 мм.рт.ст., а статичним, квадрупольним і ін. масспектрометрами - до 10-12-10-13 мм.рт.cт.
Розділ 9 Проектування вакуумних систем
9.1. Принципові вакуумні схеми
Правила виконання вакуумних схем регламентовані ГОСТ 2.797—81 (СТ СЕВ 2517—80). На принциповій схемі розміщують усі вакуумні елементи або пристрої, необхідні для реалізації і контролю вакуумних процесів та всі вакуумні зв'язки між ними.
Елементи і пристрої на принциповій вакуумній схемі зображають за допомогою умовних графічних позначень відповідно до ГОСТ 2.721—74, ГОСТ 2.784—70, ГОСТ 2.785—70, ГОСТ 2.787—71, ГОСТ 2.796—81, ГОСТ 2.797—81 (таблиця. 1.1).
Розміри основних графічних позначень елементів приведені в таблиці 1.2. Вакуумні зв'язки зображають за допомогою ліній зв'язку, трубопроводи на схемі показують суцільними основними лініями, незалежно від функціонального призначення.
Кожен елемент (пристрій) вакуумної системи, зображений на схемі, повинен мати літерно-цифрове позиційне позначення, яке складається із позначення елементу і порядкового номера, що проставляється після букви.
Буквені коди найбільш поширених видів елементів наведені нижче:
Пристрій |
позначення |
Пристрій |
позначення |
Насос вакуумний: Механічний |
N1 |
Уловлювач: охолоджуваний рідиною |
BW |
двороторний (насос Рутса) |
NZ |
охолоджуваний повітрям |
ВА |
обертальний об'ємний без газо баласту |
NV |
охолоджувана рідиною що заливається в резервуар |
BL |
обертальний об'ємний га- зобалластный |
NL |
Сорбційна |
BS |
Водокільцевий |
NW |
Іонна |
BE |
Турбомолекулярний |
NR |
Вакуумметр: Деформаційний |
PD |
Струминний |
NB |
Рідинний |
PL |
Ежекторний |
NH |
Магнітний электророзрядиий |
РМ |
Комбінований |
NP |
Тепловий |
РТ |
Дифузійний |
ND |
Іонізаційний |
РА |
Сорбційний |
NS |
Термоелектричний |
ВТ |
Адсорбційний |
NA |
Камера вакуумна |
CV |
Випарний гетерний |
NG |
ковпак вакуумний |
CN |
Кріосорбційний |
NC |
Вентиль, клапан, затвор: тарільчатий (дисковий) |
VT |
Випарний іонний |
NE |
з електроприводом |
VM |
Кріогенний |
NK |
з пневмо- або гідроприводом |
VP |
