Способ получения сверхвысокого вакуума и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: последовательно откачивают газ из каждой секции кожуха 1 вакуумными насосами 5, 6, 7. Производят дросселирование газового потока калиброванными отверстиями 8,9 в перегородках 3, 4, обеспечивающих оптическую и газовую проницаемость, с одновременной откачкой каждой секции. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ж 1783154 А1 (я)5 F 04 В 37/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР »» р», (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ PI3O6PETE H l»I5L

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4741548/29 (22) 27.09.89 (46) 23.12,92. Бюл, ¹ 47 (71) Балашихинское научно-производственное обьединение криогенного машиностроения им. 40-летия Октября "Криогенмаш" (72) Н.Н.Тарасов и Д.B.Áoéêîâ (56) Розанов А.Н. Вакуумные машины и установки. Л.: Машиностроение, 1976, с.132136.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1079885, кл. F 01 В 37/14, 1984.

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХВЫСОКОГО ВАКУУМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения: последовательно откачивают газ из каждой секции кожуха

1 вакуумными насосами 5, 6, 7. Производят дросселирование газового потока калиброванными отверстиями 8, 9 в перегородках 3, 4, обеспечивающих оптическую и газовую проницаемость, с одновременной откачкой каждой секции. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Q0 Ы (л фь

1783154

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к способам и устройствам для получения. сверхвысокого вакуума.

Известен способ получения вакуума путем откачки газа из реципиента в атмосферу и устройство для его осуществления, содержащее реципиент, соединенный с вакуумным насосом..

Известный способ и устройство для его осуществления не эффективныпри определенной величине натекания и ограниченных размерах реципиента, возможны ситуации, когда требуемая быстрота действия средств откачки будет на много порядков превышать возможную теоретическую быстроту действия, реализуемую всей поверхностью реципиента.

Наиболее близким к изобретению является способ получения сверхвысокого вакуума в реципиенте, разделенном нэ секции перегородками, путем последовательной откачки газа каждой секции вакуумным насосом.

Однако данные способ и устройство для получения сверхвысокого вакуума не обеспечивают достижения предельного вакуума при наличии постоянного тазового потока из окружающей среды, Цель изобретения — повышение предельного вакуума при наличии постоянной газовой нагрузки из окружающей среды.

Указанная цель достигается:тем, что согласно способу .получения сверхвысокого вакуума в реципиенте, разделенного перегородками на секции, путем последовательной откачки каждой секции вакуумными насосами при наличии постоянной газовой нагрузки из окружающей среды, производят дросселирование газового потока с помощью калиброванных отверстий в перегородках с одновременной откачкой. секций.

8 устройстве для получения сверхвысокого вакуума, содержащем кожух реципиента, разделенный по крайней мере одной перегородкой на секции, кожух реципиента и перегородки имеют калиброванные отверстия, расположенные на одной оси по длине реципиента, обеспечивая оптическую и газовую проницаемость в пределах размеров диаметра отверстий, секции снабжены вакуумными насосами, причем выход насоса верхней ступени соединен с входом предыдущей ступени.

На чертеже схематично представлено устройство для получения сверхвысокого вакуума.

Устройство содержит негерметичный кожух1 сотверстием2,сообщающим кожух

1 с окружающей средой, расположенным по

25 цию 1, а оставшаяся часть через калиброванное отверстие 9 дросселируется в следующую секцию и процесс повторяется

55 оси кожуха 1, размещенные в нем перегородки 3 и 4, разделяющие кожух 1 по его длине на секции, причем каждая секция соединена с вакуумными насосами 5, 6 и 7, а выход насосами верхней ступени 7 и 6 соединен с входом предыдущей ступени. Перегородки 3 и 4 имеют калиброванные отверстия 8 и. 9, расположенные на одной оси с отверстием 2, обеспечивая оптическую и газовую проницаемость в пределах размеров диаметра отверстий по длине реципиента.

Способ получения сверхвысокого вакуума осуществляется следующим образом.

Постоянный газовый поток поступает в реципиент через отверстие 2 в секцию 1 за счет разности давлений снаружи и внутри реципиента. Часть этого газового потока откачивается вакуумным насосом 5 первой ступени, а другая часть за счет разности давлений через калиброванное отверстие 8 дросселируется в следующую секцию Il, из которой дросселируемый поток откачивается вакуумным насосом 6 с выхлопом в секдо тех пор, пока не достигается требуемое давление. В результате в секции ill, И, между перегородками установится остаточное давление в соответствии с условием

РЗ < Р2 < Рт < Ратм.q где P> — давление в секции I;

Pz — давление в секции И;

Рз — давление в секции ill;

Рати — давление окружающей среды.

Далее приводим пример решения поставленной задачи.

Пусть имеем реципиент объемом Vn, в который из окружающей среды через отверстие поступает поток Q. У противоположной относительно отверстия стенки реципиента необходимо иметь давление Ртр. Если использовать традиционный подход; то для решения проблемы потребуется вакуумный насос (или группа насосов) с суммарной быстрбтой действия, равной величине, определенной по формуле:

Ятр = Q/Ртр

Так, если у нас Q = 500 л тор с, Ртр = 5 10" тор, то

Зтр = 500/10 = 5 10 л/с, -6 8

Быстрота действия самого производительного диффузионного насоса равна 10 л/с, т.е, потребуется количество насосов n =

STp/Sn =5 10 /10 =510 шт, Это технически трудно выполнимо.

Если испольэовать криогенную откачку, охлаждая поверхность жидким гелием, то

1783154

АВЗ-180 (1 шт.) ДВН вЂ” 150 (1 шт,) и два турбомолекулярных насоса TMH — 200 с эффективной быстротой действия 150 л/с каждый.

Поставленная проблема легко решается традиционными средствами откачки. Предлагаемые способ и устройство для получения сверхвысокого вакуума позволяют получить требуемое давление в последней секции реципиента, используя обычные вакуумные насосы с легкореализуемой быстротой действия.

Формула изобретения

1. Способ получения сверхвысокого ва10 куума в реципиенте, разделенном на секции перегородками, путем последовательной откачки газа каждой секции вакуумными насосами, отличающийся тем, что, с целью повышенйя предельного вакуума в реципиенте при наличии постоянной газовой нагрузки в реципиент иэ окружающей среды, производят дросселирование газового потока с помощью калиброванных отверстий в перегородках, обеспечивающих

25 оптическую и газовую проницаемость, с одновременной откачкой каждой секции, 2. Устройство для получения сверхвысокого вакуума, содержащее кожух реципиента, разделенный по крайней мере одной перегородкой на секции, каждая иэ которых снабжена вакуумным .насосом, причем выход насоса верхней секции соединен с вхо30 дам предыдущей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения предельного вакуу.$ =

35 ма при наличии отверстия в кожухе, связывающего реципиент с окружающей средой и необходимости обеспечения оптической и

Для удобства расчета примем, что Од2- Одз

" Од4 = 1 л/с и количество секций равно 4, тогда

S „= j — 510 150л/с, Q » Ч500 " в |10

Таким образом. для решения поставленной задачи потребуется 4 насоса типа: газовой проницаемости s пределах размеров диаметра отверстия по длине реципиенреципиента и имеют калиброванные отверстия, расположенные на одной оси с отверстием в кожухе.

Составитель З.Пимахова

Редактор А.Пупрякова Твхред M.Ìoðãåíòàë. Корректор А.Козориэ

Заказ 4498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 при удельной быстроте действия по воздуху

10 л/см, потребуется поверхность, оавная

F = Sgp/$уд 5 10 /10 = 5 10 сМ

=510 м, Охладить такую поверхность — сложная техническая проблема, и„кроме того, размеры реципиента могут не позволить разместить в его обьеме такую поверхность.

Если же испольэовать предложенный способ, то давление в I секции

P1 = 01/S1, а поток газа, дросселируемый в секцию I

Ог = Р1/Од2, где Од2 — проводимость отверстия.

Тогда давление газа во второй секции будет

Q2 I 2 Чд2 Q1 Од2 2 >2 1 2 и давление в тРетьей секции Q2 = РзОдз

Q3 Q1 Од2 Up3 5 %%%

Отсюда давление газа в II секции можно определить по формуле

01 Од2 Up3.. Upn „

S1 - S2 S3. °,Sn

Если принять для упрощения расчета и наглядности примера, что каждая секция откачивается вакуумными насосами с одинаковой быстротой действия, т.е. $1 =

S2 = $з = ... - Sn, то требуемую быстроту действия для откачки каждой секции можно определить по формуле:

QI Од2 Одз...Одп

Ртр "" л

40. та, перегородки размещены по длине