Tehnologie de vid


  • Lista articolelor # 150; 5 presiune atmosferică.

    Titanium getter pumps. La etapa inițială de fabricare a tuburilor electronice după pompare pentru reducerea presiunii suplimentare în cilindru este sigilat deja utilizat „getters“ - film de substanțe active chimic, cum ar fi de bariu, care se leagă chimic moleculele de aer, care intră în contact cu ele. Una dintre cele trei metode de pompare menționate se bazează pe o modernizare continuă a getter-ului. Materialul getter este titan. Într-un tip de pompă este depus prin evaporare sârmă de titan furnizat la locul de contact cu o suprafață fierbinte. gaze inerte, cum ar fi argon si heliu, sunt slab absorbite de film de titan proaspăt formate, dacă acestea nu sunt pre-ionizate atomi. Pentru a oferi electrozi de ionizare, cum ar fi electrozii gabaritului de ionizare (cm. Mai jos). Astfel de pompe au avantajul că nu au nevoie de capcane reflexive și răcite; Este necesară numai o pompă de pretratare rotativă.







    Pompe ionice. Pompa de ioni este o cameră conectată direct la volumul pompat. Electronii emise de un catod cu filament direct sau care apar într-o moleculă staționară de gaze de ionizare în coliziune cu ele. Ionii sunt transferați printr-un câmp electric către colector și sunt legați de suprafața acestuia. Există două mecanisme de legare: unii ioni sunt adsorbiți pe suprafața rezervorului, în timp ce alții reacționează chimic cu materialul rezervorului, formând compuși stabili. Pentru gazele active din punct de vedere chimic, ambele mecanisme sunt eficiente, iar pentru gazele inerte numai primul. Suprafața colectorului majorității pompelor de ioni este acoperită cu titan. Sub acțiunea ionilor care bombardează colectorul, suprafața sa este pulverizată, astfel încât straturile proaspete de titan, capabile de legarea ionilor de gaze chimice active, sunt deschise continuu.

    Viteza de pompare a pompelor de ioni este de la 1000 la 10 000 l / s. Deoarece nu există fluide de lucru în astfel de pompe, ele contribuie cu mult mai puțină poluare decât cele mai bune cele de difuzie. Dezavantajele sunt faptul că gazele active chimic pompează mult mai repede decât gazele inerte și dau înapoi o mică parte a gazului evacuat.

    Dispozitive de pompare. Pompele de acest tip sunt, în esență, capcane cu zeoliți - sorbenți poroși care absorb moleculele de gaz datorită adsorbției fizice la răcire; ele necesită azot lichid pentru munca lor. Cu toate acestea, pompele de criosorbție permit evacuarea sistemului din presiunea atmosferică la aproximativ o milionime din acesta. O astfel de pompă se va încălzi suficient pentru a îndepărta tot gazul pompat din ea și va fi gata să lucreze din nou.

    Măsurarea presiunii scăzute

    Manometrele de presiune convenționale, de exemplu cele lichide, evident nu sunt suficient de sensibile pentru tehnologia de vid. unde presiunea adesea corespunde, de exemplu, unei milioane de milimetri de apă. În schimb, se utilizează diferite valori de vid (dispozitive de măsurare a vidului), pe baza principiilor fizice diferite. Totuși, aproape toate acestea nu sunt dispozitive "absolute", adică necesită absolvire. Cel mai adesea, pentru calibrarea manometrelor de vid se folosește un manometru simplu de mercur. propusă încă din 1874 de G. McLeod. Comprimarea McLeod Gabaritul (Fig. 5) are un bec de sticlă de volum cunoscut, care conectează prima conductă A la un sistem de vid. pentru ao umple cu un gaz a cărui presiune este necesară pentru a fi măsurată. Apoi, ridicarea nivelului de mercur în tub, acest volum cunoscut de gaz este tăiat și comprimat în capilar la un volum mult mai mic, în care presiunea gazului este mult crescut. Manometrul este proiectat astfel încât presiunea finală poate fi măsurată din diferența în înălțimile tuburilor de mercur capilare C și D, iar această valoare, împreună cu valorile volumelor inițiale și finale permite să se calculeze presiunea inițială. Raportul volumetric (înainte și după comprimare) poate fi suficient de mare pentru a măsura presiunea atmosferică, în ordinea de 10-8.

    Fig. 5. MAC-METER-MACHINE. La ridicarea unui vas cu mercur, un volum mic de gaz care intră în tubul A este tăiat și comprimat în expansiune spre stânga. Presiunea gazului comprimat este măsurată de la diferența de înălțime a coloanelor de mercur din capilarele C și D.








    Manometrul McLeod este incomod pentru măsurarea presiunii de lucru în instalațiile cu vid de proces. Pentru aceasta, se folosesc cel mai adesea manometre de vacuum termocuplu. Dispozitive de masurare a presiunii Pirani (manometre de rezistenta) si diferite versiuni ale manometrului de ionizare. Un ecartament termocuplu măsoară temperatura joncțiunii fierbinți a unui termocuplu (care este în vid) încălzită de un curent constant. Temperatura acestei joncțiuni (și, în consecință, EMF a termocuplului) depinde de presiunea gazului, deoarece conductivitatea termică depinde de presiune. Ecartamentul de vid Pirani utilizează un fir fix într-un cilindru conectat la un sistem în care se măsoară presiunea. Sârmă este încălzită de curent, și un circuit electronic simplu măsoară rezistența. Rezistența depinde de temperatura firului și, din moment ce pierderile termice ale conductorului depind de presiunea gazului din cilindru, dispozitivul de ieșire care arată rezistența poate fi gradat în unități de presiune. Ca și în cazul unui ecartament termocuplu, este necesară o calibrare separată pentru fiecare gaz.

    Ionometria ionizează gazele, colectează ioni încărcați pozitiv și măsoară curentul de ioni; acest curent este o măsură a presiunii totale în sistem. Cele trei tipuri de manometre de ionizare descrise mai jos diferă în metoda ionizării.

    În manometrul de ionizare cu triode există trei electrozi, asemănători cu electrozii unui tub triodic vid. Catodul incandescenței directe emite electroni accelerați în câmpul unui alt electrod, menținut la un potențial pozitiv de aprox. 150 V. Pe calea către acest electrod, electronii se ciocnesc cu moleculele de gaz, iar unii dintre ei ionizează, scuturând electronii și transformându-i astfel în ioni pozitivi. Ionii pozitivi sunt colectați de către un al treilea electrod a cărui potențial este negativ; Curentul acestui electrod este o măsură a ratei de sosire a ionilor. Cu curenții de emisie de electroni de la catod neschimbați, rata producției de ioni este proporțională cu presiunea gazului. Manometrele de acest tip de design special permit măsurarea presiunilor de ordinul a 10 # 150; 15 atmosferice. La o asemenea presiune, calea medie liberă a unei molecule (între două ciocniri) este de ordinul a 100.000 km.

    Într-un ecartament magnetic de vid cu descărcare electrică, un catod "rece" și un anod sunt plasați într-un câmp magnetic. Electronii liberi, formați întotdeauna în gaz datorită mișcării haotice a moleculelor, sunt atrase de anodul dimensiunilor mici, dar câmpul magnetic le forțează să se deplaseze de-a lungul unei spirale în jurul anodului. Când se ciocnesc cu moleculele de gaz, ele ionizează o parte din ele. Ei sunt uniți cu electroni care sunt eliberați ca urmare a ionizării și, în cele din urmă, cad pe anod; Curentul ionilor pozitivi față de catod servește ca măsură de presiune.

    În manometrul de ionizare a celui de-al treilea tip, moleculele de gaz sunt ionizate de particulele alfa emise de izotopul radioactiv, o mică parte din care este plasată în capul de măsurare al ecartamentului. Rata de formare a particulelor alfa este constantă și, prin urmare, numărul de molecule ionizate ale oricărui gaz care intră în colectorul de ioni pe unitatea de timp este proporțional cu presiunea acestui gaz.

    Deoarece gazele diferite nu pot fi ionizate în mod identic, gabaritele de ionizare necesită o calibrare separată pentru fiecare gaz. În producția industrială, aceste diferențe nu sunt adesea luate în considerare.

    Principiul de funcționare. Când un lichid (sau gaz) curge printr-o conductă care are o constricție, presiunea în constricție este mai mică decât în ​​restul tubului (dacă viteza de curgere în constricție nu atinge viteza de zgomot). Aceasta a fost inițial stabilită de fizicianul italian J. Venturi (1746-1822), al cărui nume era tubul bazat pe acest fenomen. Dacă volumul pompat este atașat la țeavă în punctul de constricție, atunci gazul din acesta va trece în regiunea de presiune redusă și va fi îndepărtat de un curent de lichid.

    Ejector cu jet de abur. O pompă de apă simplă de laborator pompează aerul cu apă care curge prin tub cu o constricție. În industrie, totuși, ejectorii au fost utilizați pe scară largă, mediul de lucru al acestora fiind vaporii de apă. Astfel de ejectori cu jet de abur sunt utilizați într-o mare varietate de procese care necesită temperaturi și presiuni scăzute. Industria produce ejectoare cu jet de abur de dimensiuni diferite, cu numere diferite de trepte, care permite pomparea pe un fluid la scară industrială și gazele din dispozitivele de proces menținând în același timp o presiune redusă în ele. Principalele avantaje ale acestor pompe sunt simplitatea designului, eliminând practic nevoia de reparații și întreținere, performanțe ridicate, performanțe bune de vid, consum redus de energie și costuri reduse. Viteza de lucru variază de la presiunea atmosferică la 10 # 150; 4 atmosferice și mai mici. O schemă a unui ejector cu jet de aburi cu un design industrial simplu este prezentată în Fig. 6.

    Fig. 6. EJECTOR DE SIGURANȚĂ pentru pomparea industrială. Vaporii de apă de lucru prin conducta de ramificație S intră în duza N, formând un jet de mare viteză. Trecând prin venturi V, vaporii de apă scad presiunea în camera C, în care, prin orificiul de intrare I, sunt aspirați vaporii din aparatul evacuat. Vaporii de apă transferă vaporii evacuați în portul de ieșire D.


    Pompă criogenică. Pompa de vid criogenic utilizează temperaturi extrem de scăzute. Acțiunea pompei se bazează pe faptul că intensitatea mișcării haotice a moleculelor scade odată cu scăderea temperaturii. O astfel de pompă este o cameră cu un vas metalic fixat în partea sa inferioară. Héliumul lichid circulă prin vas, a cărui temperatură este de 4,2 K (-268,96 ° C). Scuturile de radiație metalică închid vasul de la radiația termică, dar moleculele de gaz trec prin ele. O moleculă de gaz care lovește suprafața unui vas de heliu își pierde energia cinetică și rămâne pe această suprafață.

    Pompa criogenică poate fi acționată în orice poziție și este instalată fără conducte de legătură care reduc viteza de pompare. O astfel de pompă este indispensabilă atunci când se pompează camere mari, în care se simulează condițiile de spațiu.

    Pompele criogenice pot crea presiuni sub 10 grade # 150; 11 mm de mercur. Art. Presiunea din ordinul 10 # 150; 13 mm de mercur. Art. pot fi obținute pur și simplu prin imersarea unui mic sistem de vid în sticlă în heliu lichid.

    Sursă: Enciclopedie








    Articole similare

    Pagina anterioară

    Pagina următoare

    Trimiteți-le prietenilor: