ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Другие методы получения высокого вакуума из "Техника вакуумных испытаний " Ловушки не являются самостоятельными откачными устройствами. Не влияя на давление большинства газов в вакуумных установках, они улавливают пары и удерживают их на своих рабочих поверхностях. Ловушки применяются в вакуумных установках, как правило, совместно с пароструйными насосами. По принципу действия ловушки можно разделить на пять основных групп механические, охлаждаемые, охлаждаемые с адсорбентом, горячие и электрические. [c.29] Механические ловушки препятствуют прониканию пара в отдельные участки вакуумных установок. Их действие основано на отражении или конденсации прямолинейно перемещающихся при низких давлениях молекул пара. Эффективность такого рода ловушек невелика, и поэтому их целесообразно применять только в установках с рабочим вакуумо.м не выше 1 10 мм рт. ст. Преимущество механических ловушек заключается в том, что они работают без дорогостоящих низкотемпературных охлаждающих веществ. Охлаждением гтроточной водой отражательных деталей ловушек можно добиться некоторого повышения их эффективности. С некоторыми типовыми конструкциями механических ловушек можно познакомиться в [Л. 1-4—1-5]. [c.29] Действие охлаждаемых ловушек основано на том, что давление конденсируемых паров в вакуумной системе устанавливается в соответствии с температурой самого холодного ее участка. Молекулы паров, соприкасаясь с охлажденной до низких температур поверхностью, конденсируются ( вымораживаются ) на ней. Предел, до которого происходит конденсация, определяется давлением насыщенных паров конденсируемых веществ при температуре охлажденной поверхности. В состав газообразного вещества, которое обычно присутствует в разреженном состоянии в вакуумных установках, как правило, входят пары воды, пары ртути, пары углекислоты, пары неорганических масел, смазок и т. п. Давления насыщенных паров воды, ртути и углекислоты при температурах различных охладителей приведены в табл. 2-4. [c.29] Как видно из табл. 2-4, вакуумная техника использует различные охлаждающие вещества, однако наибольшее применение из них получил жидкий азот. Для получения жидкого азота применяются специальные установки высокого давления [Л. 2-6]. Сырьем для этих установок служит атмосферный воздух. Жидкий азот, несмотря, на очень низкую температуру (—196°С), в обычных условиях быстро поглощает тепло и испаряется. Поэтому для хранения, и транопортировки жидкий азот наливают в специальные сосуды с двойными стенками (сосуды Дьюара). Пространство между наружной и внутренней стенками сосуда откачивается до высокого вакуума, а поверхность стенок покрывают тонкой пленкой серебра (сосуды из стекла) или тщательно полируют (сосуды из металла). Это сокращает приток тепла к помещенному в сосуд жидкому азоту. [c.29] При работе с жидким азотом следует соблюдать осторожность. Попадание жидкого азота на кожу вызывает ее травму, сходную с ожогом. Применение жидкого кислорода и жидкого воздуха в качестве охлаждающего вещества не рекомендуется и совершенно не допускается, если рабочей жидкостью насосов является масло. В случае проникания жидкого кислорода или жидкого воздуха внутрь откачиваемой установки и соприкосновения их с нагретым маслом может произойти взрыв. [c.29] Помимо жидкого азота охлаждающим веществом может служить смесь эфира или ацетона с твердой углекислотой — сухим льдом ( = —78°С). [c.30] В современных крупных вакуумных установках для охлаждения отдельных участков системы применяются аммиачные и фреоновые холодильные машины (7 =—20- —120°С). [c.30] Давление насыщенного пара, мм рт. ст. [c.30] Поваренная соль со льдом. . [c.30] Фреон-22 от агрегата с одной ступенью. [c.30] Хлористый кальций со льдом. . [c.30] Примечание. Давление насыщенных паров масел, используемых в пароструйных насосах, в результате применения ловушек с жидким азотом снижается примерно на один порядок. [c.30] Быстрота действия ловушки определяется объемом пара, который конденсируется на ее холодной стенке в единицу времени. [c.30] Эффективная площадь охлажденной поверхности ловушки определяется ее положением в вакуумной системе. Если ловушка размещается непосредственно в объеме откачиваемого объекта (молекулы газа имеют свободный доступ ко всем ее охлажденным частям), то эффективная площадь будет равна полной охлажденной поверхности ловушки. Бели же ловушка размещается в трубопроводе так, что доступ газа к ее охлажденным поверхностям -затруднен, то эффективная площадь соответственно уменьшается. [c.30] Поскольку вымораживающие ловушки чаще устанавливаются в трубопроводах, они должны иметь достаточную пропускную способность. В противном случае ловушка будет оказывать значительное сопротивление потоку откачиваемого газа. При этом следует учитывать, что сопротивление охлажденной ловушки примерно в 2 раза превышает ее сопротивление при комнатной температуре вследствие снижения средней тепловой скорости движения молекул газа при низких температурах. [c.30] МОЖНО снизить, применяя тонкостенную соединительную трубку, изготовленную из металлов или сплавов с небольшим коэффициентом теплопроводности (ковар, фригидал, нержавеющая сталь и т. п.). Тепловое излучение снижается благодаря покрытию внутренних стенок ловушки зеркальным слоем металла (никелем, серебром, хромом). [c.31] Основной недостаток охлаждаемых ловушек состоит в том, что они не эвакуируют из вакуумной установки конденсируемые вещества, а только удерживают их на своих охлажденных стенках. По мере испарения охлаждающего вещества поверхность ловушки нагревается и пары снова распространяются по всей вакуумной установке. [c.31] Развитие полупроводииковой техники позволило сконструировать высоковакуум ную ловушку, в которой использован эффект термоэлектрического охлаждения [Л. 2-8]. Источником холода в ловушке служит термоэлектрическая полупроводниковая батарея, которая способна создавать на поверхностях конденсации температуру около —30° С. Термоэлектрическая батарея ловушки питается от источника постоянного тока. Потребляемая ловушкой мощность 8—10 вт. На рис. 2-21 показан схематический чертеж ловушки с термоэлектрическим охлаждением. Она состоит из корпуса с водяной рубашкой и электрически изолированным вводом. Термоэлектрическая батарея, состоящая из полупроводниковых термоэлементов, через оксидированное алюминиевое кольцо приклеивается эпоксидной смолой на медное кольцо, имеющее хороший тепловой контакт с корпусом ловушки. К холодным спаям термобатареи прикреплены поверхности конденсации. Питание батареи производится через ввод в корпусе ловушки. [c.31] Широкое распространение в вакуумной технике за последние годы получили сорбционные насосы [Л. 2-9—2-12]. Основное достоинство этих насосов состоит в отсутствии в них рабочих жидкостей. Эксплуатация сорбционных насосов не требует примене ния сложного оборудования, а потребляемые ими мощности не превышают мощности, потребляемой пароструйными насосами такой же производительности. Откачивающее действие сорбционных насосов основано на поглощении газов непрерывно испаряемым титаном высокой степени чистоты. Процесс поглощения титаном газов активизируется, если в сорбционных насосах применять ионизацию молекул откачиваемых газов. [c.31] Вернуться к основной статье