'

Вакуумная техника

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

С.В. Полосаткин ТПЭ Вакуумная техника Полосаткин Сергей Викторович, тел.47-73 пятница, 10.45 – 12.20 http://www.inp.nsk.su/students/plasma/sk/tpe.ru.shtml


Слайд 1

Вакуумные насосы С.В. Полосаткин ТПЭ Способы получения вакуума: - перемещение газа за счет применения внешних сил - связывание путем сорбции, хим.реакций или конденсации Параметры насосов: Наибольшее давление запуска Предельное остаточное давление Быстрота действия SH и производительность QH = p2 SH Невозможно с помощью одного типа насосов обеспечить вакуум во всем используемом диапазоне (105 – 10-11 Па)


Слайд 2

Форвакуумные насосы С.В. Полосаткин ТПЭ Пластинчато-роторный Пластинчато-статорный Двухступенчатые насосы – до 0,1 Па


Слайд 3

Как откачивать водяные пары Пары воды не выкачиваются, т.к. при повышении давления при выталкивании вода конденсируется и, смешавшись с маслом, отправляется в вакуумный объем обратно Газобалластное устройство Важно, чтобы Надо испортить промежуточный вакуум в насосе Напускной клапан в насос увеличивает Pperm и уменьшает парциальную составляющую паров воды


Слайд 4

Масло для вращательных насосов · Низкое давление насыщенных паров ~10-3 Па · Определенная вязкость для уплотнения Указания к работе с форвакуумным насосом: · контроль направления вращения контроль тока двигателя перед включением проворачивать вал рукой (если все застоялось) · при необходимости охлаждать · следить за уровнем масла · не допускать попадания различных предметов · напускать воздух в насос после остановки


Слайд 5

Безмасляные насосы Диафрагменные – до 100 Па Спиральные – до 1 Па


Слайд 6

ISP Structure


Слайд 7

Двухроторные (Рутса) – до 10-3 Па


Слайд 8

Двухроторные (Рутса) – до 10-3 Па


Слайд 9

Высоковакуумные насосы Пароструйные – до 10-6 Па Ртуть – не смачивает стенки, химически не активна, не разлагается высокое давление насыщенных паров (10-1 Па), яд Масло – низкое давление насыщенных паров (10-6 – 10-7 Па), безопасно разлагается при высокой температуре


Слайд 10

Многоступенчатые с разделением фракций – Разные фракции на разных ступенях Порядок включения: Форвакуумная откачка Включение нагрева и охлаждающей воды Через 30-60 мин после запуска включить азотную ловушку Открыть затвор для откачки


Слайд 11

Турбомолекулярные насосы Молекулам придается касательный импульс от лопаток Стартовое давление 1-10 Па, предельное давление 10-9 Па Скорость откачки 50 – 4000 л/с Могут быть безмасляные Легкие газы откачиваются плохо


Слайд 12

Параметры: Входное отверстие DN 25 – DN 600 Скорость откачки 10 – 4000 л/с Степень сжатия 102-105 (H2) 1011 (N2) Предельное давление 10-9 – 10-11 Па


Слайд 13

P1 P2 Спиральный насос Sf=250 л/мин Pmax=2,5 Па Турбомолекулярный насос St =500 л/с (N2) 200 л/с (H2) K =108 л/с (N2) 102 (H2) N2 10 см3/мин H2 АЗОТ ВОДОРОД Предельный вакуум при большой газовой нагрузке


Слайд 14

Молекулярные насосы спираль Хольвека Adixen-Alcatel MDP 5011 Параметры (Alcatel MDP 5011): Входное отверстие DN 63 Скорость откачки 7,5 л/с Степень сжатия 103 (H2) 109 (N2) Рабочее давление 103 - 10-4 Па Давление выхлопа 4*103 Па


Слайд 15

Адсорбционные насосы Принцип – физ. сорбция на поверхности Требуется развитая поверхность Адсорбенты – Силикогель Алюмогель Активированный уголь Цеолиты – размер пор 1,3 нм, площадь поверхности 1000 м2/г Откачка – при 77 К, регенерация 400 К. Плохо откачивают инертные газы Предельный вакуум 10-2 Па


Слайд 16

Емкость адсорбционного насоса 1 монослой - ~1015 частиц/см2 - 1022 частиц/г – 40м3·Па/г – 400 л·мБар/г


Слайд 17

Геттерные насосы Хемосорбция или растворение откачиваемых газов Рабочее вещество (абсорбент) – титан Высокая скорость откачки, большая емкость, компактность


Слайд 18

Вакуумные условия и подготовка первой стенки (ГДЛ, эксперимент SHIP) Fast Ti-deposition: P.A.Bagryansky, et. al., Journal of Nuclear Materials 265 (1999) 124-133. Антенны СВЧ интерферометра Электродуговой испаритель Ti Анализатор продольных энергий ионов


Слайд 19

Нераспыляемые геттеры Материалы с пористой структурой и высокой скоростью диффузии газов Пористый титан, TiV, ZrAl, Tактивации 350 - 650°С LEP – лента 30 мм с покрытием 100 мкм Zr84%-Al16% (геттер St101) 2000 л/с·м, 2·10-10 Па Скорость откачки (CO) ~ 0,01 л/(с·см2) Емкость 5·10-2 Па·л/см2 10-6 Па - 5·106 с Скорость откачки (Н2) ~ 0,1 л/(с·см2) Емкость 102 Па·л/см2 0,1 Па - 104 с


Слайд 20

Магнито-разрядные насосы Используется Пеннинговский разряд start c 10-1 Па > до 10-8 Па Система с осциллирующими электронами Электроны ионизируют газ, ускоренные ионы газа распыляют титан > работает как геттер Не требуют форвакуумной откачки


Слайд 21

Крионасосы Эффекты: Криоконденсация – конденсация газов при низких температурах Криосорбция – поглощение газа веществами с развитой поверхностью Криозахват – захват неконденсирующихся газов в слое конденсата


Слайд 22

Криоконденсация Наибольшее распространение – азотная ловушка


Слайд 23


Слайд 24

Криосорбция Активный элемент – активированный уголь


Слайд 25

Крионасосы Cryo-Torr T=10-30 К, теплоноситель - гелий Скорость откачки 0,3 – 6 м3/с Параметр включения ~104 Па·л Емкость (водород) 3-40 стандартных литров


Слайд 26

Компрессор


Слайд 27

Процесс Гриффина - Макнагона


Слайд 28

Основное средство откачки- Криосорбционные насосы (активированный уголь, 4,7 К) Скорость откачки 80 м3/с Цикл работа-регенерация 600 с Форвакуумные насосы- Насосы Рутса 250 м3/час Отсутствие органических уплотнений Вакуумная система токамака ИТЭР


Слайд 29

Откачка криостата (10-4 Па) Первичный вакуум -турбомолекулярные насосы Поддержание вакуума – естественная криооткачка (1,9 К) Откачка вакуумной камеры (10-6 Па) Криооткачка – ограничение из-за энерговыделения в камере (0,1-1 Вт/м) Охлаждение камеры газообразным гелием (20 К) Вакуумная система LHC


Слайд 30

Вакуумная система 1 2 4 6 5 9 8 7 8 3a 3 10 10 5 5 11 1. Вакуумная камера 2. Высоковакуумный насос 3. Форвакуумный насос 3а. Форвакуумный насос 4. Шибер 5. Вакуумные клапаны 6. Байпасс 7. Высоковакуумные лампы 8. Форвакуумные лампы 9. Масс-спектрометр 10. Клапан напуска атмосферы 11. Цеолитовая ловушка


Слайд 31

Вакуумные измерения 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 100 1+2 10+4 P (Па) Rough Vacuum High Vacuum Ultra High Vacuum Деформационные манометры Масс-спектрометр Теплоэлектрические


Слайд 32

Деформационные мановакууметры Абсолютные или относительные 1 – 105 Па Не зависят от сорта газа


Слайд 33

Пьезорезистивные мановакууметры Абсолютные или относительные 2,5*103 – 105 Па Погрешность 0,4 – 1% Не зависят от сорта газа


Слайд 34

Емкостной манометр Баратрон (MKS instruments) 10-5 – 105 Па Точность 0,12 %


Слайд 35

Тепловые манометры Разные газы имеют разную градуировку (теплопроводность зависит от сорта газа) 0.1 – 105 Па MicroPirani (MKS inst) 10-3 – 105 Па


Слайд 36

Ионизационные манометры Лампа Байарда-Альперта Измеряемый сигнал зависит от сорта газа Можно проводить быстрые измерения


Слайд 37

Магниторазрядные манометры Ячейка Пеннинга Ток разряда пропорционален давлению (до 10-10 Па)


Слайд 38

Широкодиапазонные вакууметры Совмещают несколько ламп Диапазон до 10-10 -105 Па Выходное напряжение пропорционально логарифму давления Pfieffer PKR 251


Слайд 39

Масс-спектрометр


Слайд 40

Масс-спектрометр


Слайд 41


Слайд 42

Поиск течей Методы течеискания 1.    Компрессионный -нагнетание воздуха при Р>Ратм 2.    Люминесцентный 3.    Искровой 4.    Манометрический (контролирует проникновение по манометру при проникновении пробного вещества /спирт, бензин, вода, ацетон/ ) ? Для форвакуума 5.    Галогенный 6.    Масс-спектрометрический


Слайд 43


×

HTML:





Ссылка: