Основы вакуумных насосов (высокий вакуум)

Компания «VACYM.COM» специализируется на вакуумном оборудовании . На сайте компании вы можете ознакомиться с основными понятиями и принципами работы вакуумных систем.

Механизм крионасоса.

Этот насос отличается чистым вакуумом и высокой скоростью откачки.

Крионасос — это вакуумный насос накопительного типа. Для того, чтобы ознакомиться более подробно с информацией о вакуумном оборудовании, перейдите на страницу VACYM.COM.

Насос конденсирует и адсорбирует газы на криогенной поверхности, установленной в насосе, для создания условий от высокого вакуума до сверхвысокого вакуума.Кроме того, этот насос позволяет получать чистый вакуум, не загрязненный маслом, и имеет более высокую скорость откачки, чем другие вакуумные насосы, что привлекает внимание.

Особенности крионасоса.

Можно ли получить чистый вакуум при очень низкой температуре?

Крионасос — это насос, который конденсирует и адсорбирует молекулы газа на криогенной поверхности, чтобы все молекулы газа могли храниться в насосе.
В этом насосе нет ничего, что работает в вакуумной камере. Поскольку этот насос не использует масло, он обеспечивает чистый вакуум. Несмотря на то, что этот насос адсорбционного типа, скорость его перекачки высока. Таковы основные характеристики этого насоса.

Прочность: Этот насос может выпускать все газы и получать сверхвысокий вакуум.

Слабое место: поскольку этот насос накопительного типа, ему необходимо периодически выпускать газ и регенерировать.

Механизм крионасоса.

Более высокий вакуум с двухступенчатой.

Холодная стадия — это двухступенчатый тип. Холодопроизводительность первой ступени велика, и она может охлаждаться до 80 К (Кельвин) или меньше. Первая ступень отводит в основном влагу, а вторая ступень отводит молекулы, такие как N2, O2, Ar и H2, путем еще большего охлаждения для получения более высокого вакуума.

Причина сверхнизкой температуры.

Молекулы газа конденсируются и адсорбируются при контакте с поверхностью, охлажденной близко к 0K = абсолютному нулю (-273,15 °C).

Как работает крионасос?

1. Что такое крионасос?

Крионасос — это вакуумный насос, который улавливает газы и пары путем их конденсации на холодной поверхности. Для эффективного вакуумирования в условиях сверхвысокого вакуума давление паров для конденсации или равновесное давление для адсорбции должно быть меньше 10-8 Па. На рисунке 1 показано давление паров различных газов.
Согласно этому рисунку, если криоохлаждаемая поверхность, такая как криоповерхность и криопанель, охлаждается ниже 20 К, давление паров газа становится ниже 10-8 Па, при условии, что давление паров ниже, чем у азота. Самые легкие газы, такие как водород, гелий и неон, не конденсируются при 20 К, поэтому вместо того, чтобы полагаться только на конденсацию, для их адсорбции используются адсорбенты из специальных пористых материалов. При охлаждении адсорбента ниже 20 К эти газы адсорбируются эффективно, и, таким образом, крионасос может достигать сверхвысокого вакуума.
Существует два способа «криоохлаждения» поверхности крионасоса. Одним из них является использование хладагента, такого как жидкий азот (LN2, 77 К) или жидкий гелий (LHe, 4,2 К), а другой — небольшой гелиевый холодильник с замкнутым циклом.

Компактный гелиевый холодильник с замкнутым циклом может стабильно работать в течение длительного времени без доливки охлаждающей жидкости. Кроме того, он может обеспечить чистый и сверхвысокий вакуум с помощью простого и понятного управления.

2. Основной принцип и структура

Давайте посмотрим на CRYO-U8H в качестве примера.
Холодильник для крионасосов CRYO-U обычно имеет две ступени. В то время как 1-я ступень имеет большую холодопроизводительность до температуры ниже 80 К, холодопроизводительность 2-й ступени невелика, но охлаждает до 10-12 К. Криопанели 15K (1) и 15K cryopanel (2) установлены на 2-й ступени холодильника и защищены от температурного излучения экраном 80K и перегородкой 80K, установленными на 1-й ступени.

3. Клапан регенерации и сброса давления

Крионасосы не являются непрерывными во всех насосах, таких как масляные диффузионные насосы и турбомолекулярные насосы. Поскольку крионасос удерживает газы внутри криопанелей 15K путем конденсации и адсорбции, его необходимо регулярно дегазировать и регенерировать. Во время этого процесса регенерации крионасос нагревается, и конденсированные или адсорбированные газы снова превращаются в газ. При перекачке большого количества газов существует опасность взрыва. Чтобы предотвратить опасность взрыва, все крионасосы оснащены клапаном сброса давления.
Рабочее давление предохранительного клапана было установлено на уровне 20 кПа (манометр).
По соображениям безопасности НЕ БЛОКИРУЙТЕ клапан сброса давления и НЕ МОДИФИЦИРУЙТЕ его для других целей.
Также никогда не используйте его в качестве продувочного клапана в процессе регенерации, поскольку отходы продувочного газа могут прилипнуть к листу клапана сброса давления и вызвать утечку.

vinyarasara