Способ получения сверхвысокого вакуума и устройство для его осуществления

(5) АТЕНТН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) НИЕ ИЗОБРЕТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н ПИС К АВТОРСКО ХВЫСОЛЯ ЕГО твен- строс 32(21) 4741548/29(71) Балашихинское научно-производсное обьединение криогенного машиноения им. 40-летия Октября "Криогенма(56) Розанов А.Н. Вакуумные машинытановки, Л.: Машиностроение, 1976, с136.Авторское свидетельство СССРМ 1079885, кл. Р 01 В 37/14, 1984,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕР КОГО ВАКУУМА И УСТРОЙСТВО Д ОСУЩЕСТВ.Л ЕНИЯ(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.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 насосомИзвестный 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 на 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.В 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 осипо 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 сверхвысокоговакуума.Устройство содержит негерметичный кожух 1 сотверстием 2,сообщающим кожух 1 с окружающей средой, расположенным по10 15 20 25 цию 1, а оставшаяся часть черезкалиброванное отверстие 9 дросселируется в следующую секцию и процесс повторяется 30 35 40 45 50 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 И, из которой дросселируемый поток откачивается вакуумным насосом 6 с выхлопом в секдо тех пор, пока не достигается требуемое давление. В результате в секции И 1, И, 1 между перегородками установится остаточное давление в соответствии с условиемРзР 2РРатм.где Р - давление в секции;Р 2 - давление в секции И;Рз - давление в секции И;Ратм - давление окружающей среды, Далее приводим пример решения поставленной задачи.Пусть имеем реципиент объемом Чл, в который из окружающей среды через отверстие поступает поток О. У противоположной относительно отверстия стенки реципиентанеобходимо иметь давление Ртр. Если использовать традиционный подход; то длярешения проблемы потребуется вакуумныйнасос(или группа насосов) с суммарной быстрбтой действия, равной величине, определенной по формулеЯтр = ИРтр,Так, если у нас С = 500 л тор с, Ртр = 5 ф 10"тор, тоЗтр =500/10 =5 ф 10 л/с,-6 8Быстрота действия самого производительного диффузионного насоса равна 10 л/с,т.е, потребуется количество насосов и =Ятр/Во =510 /10 =5 ф 10 шт,Это технически трудно выполнимо. Если использовать криогенную откачку,охлаждая поверхность жидким гелием, то1783154 мем, что Одг" Одзо секций равно 4,Для удобства расчета при " Од 4 = 1 л/с и количеств тогдаТаким образом. для ленной задачи потребует 150 л/с решения поставя 4 насоса типа: Составитель З,Пимахова актор А.Пупрякова Техред М.Моргентал. Корректор А.Козориаз 4498 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 бинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 оиэводственно-издательскии при удельной быстроте действия по воздуху 10 л/см, потребуется поверхность, огавная- = Зур/Зуд=510 /10=5 ф 10 см =510 м, Охладить такую поверхность - сложная техническая проблема, икроме того, размеры реципиента могут не позволить разместить в его обьеме такую поверхность.Если же испольэовать предложенный способ, то давление в секцииР 1= 01/31, а поток газа, дросселируемый в секцию 0 г = Р 1/Одг, где Одг - проводимость отверстия. Тогда давление газа во второй секции будет Р . 02 Р 2Чд 2 01Од 2Я 2 2 Й Я 2 и давление в тРетьей секции 02 = РзОдз 03 01Од 2Одз- -д -у-; - Отсюда давление газа в 11 секции можно определить по формуле Р01Од 2ОдзОда8132ЯЗЯп Если принять для упрощения расчета и наглядности примера, что каждая секция откачивается вакуумными насосами с одинаковой быстротой действия, т,е, 31 = Яг = Яз =- Яп, то требуемую быстроту действия для откачки каждой секции можно определить по формуле:01Од 2ОдзОдп Р, илии АВЗ(1 шт.) ДВН - 150 (1 шт,) и дватурбомолекулярных насоса ТМН - 200 с эффективной быстротой действия 150 л/скаждый,5 Поставленная проблема легко решаетсятрадиционными средствами откачки. Предлагаемые способ и устройство для получения сверхвысокого вакуума позволяютполучить требуемое давление в последней10 секции реципиента, используя обычные вакуумные насосы с легкореализуемой быстротой действия.Формула изобретения1. Способ получения сверхвысокого ва 15 куума в реципиенте, разделенном на секцииперегородками, путем последовательнойоткачки газа каждой секции вакуумными насосами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышенйя предельного вакуума в20 реципиенте при наличии постоянной газовой нагрузки в реципиент иэ окружающейсреды, производят дросселирование газового потока с помощью калиброванных отверстий в перегородках, обеспечивающих25 оптическую и газовую проницаемость, с одновременной откачкой каждой секции,2. Устройство для получения сверхвысокого вакуума, содержащее кожух реципиента, разделенный по крайней мере одной30 перегородкой на секции, каждая иэ которыхснабжена вакуумным .насосом, причем выход насоса верхней секции соединен с входом 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, связы-вающего реципиент с окружающей средойи необходимости обеспечения оптической игазовой проницаемости в пределах размеров диаметра отверстия по длине реципиен 40, та, перегородки размещены по длинереципиента и имеют калиброванные отверстия, расположенные на одной оси с отверстием в кожухе,