Business is booming.

Простейшая вакуумная система и ее элементы

0

Простейшая вакуумная система и ее элементы

Многочисленные технические устройства, физические приборы и аппаратура работают в условиях вакуума. Получением и измерением вакуума занимается вакуумная техника. Под вакуумом понимается такое состояние разреженного газа, которому соответствует область давлений ниже 105 Па, т. е. ниже атмосферного давления. В зависимости от степени разрежения различают низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум. Области давлений, обычно соответствующие тому или иному вакууму,

представлены на рис. 1-1. Следует отметить, что между низким, средним, высоким и сверхвысоким вакуумом нет явно выраженной границы. Одна и та же область давлений газа при различных условиях может соответствовать разному вакууму.

В газообразном состоянии молекулы находятся на значительных расстояниях друг от друга, вследствие чего сила их молекулярного взаимодействия чрезвычайно мала. Каждая молекула большую часть времени свободно движется, претерпевая иногда соударения с дру-


бированого газа, за время, существенное для рабочего процесса.

Для получения и поддержания вакуума служат вакуумные системы, представляющие собой совокупность устройств для создания вакуума, приборов для вакуумных измерений, а также сосудов и связывающих их трубопроводов. Наиболее важными элементами, составляющими основу вакуумной системы, являются устройства для создания вакуума, называемые вакуумными насосами и служащие для удаления газа из откачиваемого сосуда. Уменьшение молекулярной концентрации газа в откачиваемом сосуде представляет собой процесс откачки.

Вакуумный насос с трубопроводом для присоединения к откачиваемому сосуду составляет^простейшую вакуумную систему. Использование такой системы возможно только в простейших случаях. В общем случае вакуумная система включает два, иногда три и более последовательно или параллельно соединенных вакуумных насоса, устройства, регулирующие давление и поток газа в "вакуумной системе, устройства, улавливающие пары, а также приборы для измерения вакуума. Наиболее распространенная схема вакуумной системы представлена на рис 1-2 На этой схеме изображено последовательное включение высоковакуумного и низковакуумного насосов. Последний в этом случае называется форвакуумным (форвакуум — это вакуум, создаваемый насосом более низкого вакуума при последовательной работе нескольких насосов). Ловушки, устанавливаемые над насосами, предохраняют откачиваемый сосуд от попадания в него паров рабочего вещества насосов и улавливают газы, присутствие которых в откачиваемом сосуде нежелательно. Ловушка, устанавливаемая над форвакуумным насосом, кроме того, служит для предохранения от попадания в высоковакуумный насос паров рабочего вещества низковакуумного насоса. Вакуумные клапаны и затвор позволяют соединять и разобщать элементы вакуумной системы, а также регулировать поток газа в вакуумной системе Трубопровод с клапаном, соединяющий низковакуумный насос непосредственно с откачиваемым сосудом, носит название байпасной линии (на рис. 1-2 между точками а и б). Байпасная линия позволяет откачивать сосуд от атмосферного давления до низкого вакуума таким образом, чтобы поток откачиваемого газа не попадал в работающий высоковакуумный насос, который в этот момент отделяется от остальной части вакуумной системы клапаном и затвором.

гими молекулами или со стенками сосуда. В результате соударений стенкам сосуда передается энергия движения молекул. Иначе говоря, газ оказывает давление на стенки сосуда.

Путь, который проходит молекула межд? столкновениями с другими молекулами, называется длиной свободного пробега.

Область давлений, когда средняя длина свободного пути молекул много меньше характеристических размеров сосуда, например диаметра трубопровода, отвечает низкому вакууму.

Область давлений, когда средняя длина свободного пути молекул примерно равна характеристическим размерам сосуда и столкновения молекул со стенками и друг с другом равновероятны, получила название среднего вакуума.

В области высокого и сверхвысокого вакуума средняя длина свободного пути молекул много больше размеров сосуда, и молекулы преимущественно сталкиваются со стенками сосуда.

Кроме того, в области сверхвысокого вакуума не происходит заметного изменения свойств поверхности, первоначально свободной от адсор-


Leave A Reply