Вакуумный насос криогенный представляет собой прибор, используемый для высокоскоростной откачки различных газов из криогенных систем и камер. Данные приборы работают благодаря сочетанию явлений конденсации и адсорбции газа и конденсата на поверхности, которая охлаждается до предельно низких температур. В современных криогенных вакуумных насосах используются наборы панелей, которые поддерживаются в 2 стандартных температурных диапазонах благодаря возвратно-поступательному охладителю.
Содержание
- Криогенные насосы - принцип действия
- Криогенный насос - установка оборудования
- Криогенный насос - режимы работы
Криогенные насосы - принцип действия
Криогенные насосы выполняются в прочном корпусе из стойкого к коррозии материала (нержавеющей стали либо алюминия). Криогенный охладитель фиксируется болтами либо сварным методом. Основные детали охладителя выполняются из нержавейки. Крупные медные станции для обогрева иногда выполняются с покрытием в виде антикоррозионной защиты из никеля.
Криогенные насосы - принцип действия
Внутри располагается тепловой экран, который окрашивается в черный цвет. Его температура поддерживается благодаря охладителю на уровне 65 градусов по Кельвину. Он выполняет основную роль в поглощении поступающей из системы энергии. При этом наружная часть экрана покрыта никелем.
Криогенные насосы работают благодаря конденсации атомов и молекул газа на поверхностях с низкими температурами. Для этого в состав криогенного насоса включены 3 ступени. На первой из них происходит конденсация молекул воды, а также углеводов, обладающих высокой молекулярной массой при относительно низких температурах в 60-100 Кельвинов.
Второй этап осуществляет конденсацию молекул газа и прочих при более высокой температуре в 10-20 Кельвинов. При этом газ, не изменяющий агрегатное состояние, адсорбируется на специальных веществах, обычно активированном угле, при температуре 10-12 градусов по Кельвину.
На последней ступени содержится гранулированный углерод, который находится на внутренней части конденсирующей конструкции. На данной части происходит адсорбция газа при достижении температурных показателей в пределах 10 Кельвинов.
Среди основных характеристик криогенного насоса можно выделить быстроту откачки. Данный параметр представляет собой соотношение между различными частями молекул, которые выражаются числовыми характеристиками.
- N0 представляет собой число молекул, которые поступают на поверхность криогенного насоса за ограниченное время.
- N1 – это количественный показатель молекул, которые отражаются криогенной поверхностью во время столкновения.
- N2 является количеством молекул, которые покидают криогенную поверхность за ограниченное время.
Криогенный насос - установка оборудования
Криогенные насосы состоят из нескольких основных частей: корпуса, а также рефрижератора и нескольких ступеней для конденсации и повышения температуры. В процессе перекачки удается отделить газ от водяного пара.
Криогенный насос - установка оборудования
Поскольку оборудование отличается требовательностью как к перерабатываемому материалу, так и к питанию, в процессе установки желательно руководствоваться инструкцией. В большинстве случаев производители после доставки предлагают бесплатную услугу по установке насоса на предприятии с запуском в эксплуатацию.
Криогенный насос - режимы работы
Криогенный насос - режимы работы
Каждый криогенный насос имеет несколько режимов работы:
- Охлаждение. Подведение газа к насосу при околокомнатной температуре и давлении. При этом перерабатываемая среда проходит через теплообменник, попадая в смеситель, в процессе чего температура среды понижается до 65 Кельвинов. Смеситель производит транспортировку газа к нагретой части;
- Регенерация представляет собой процесс нагрева частей насоса, чтобы удалить остатки замороженных газов в атмосферу. Это осуществляется путем отключения холодильной установки, а также нагрева основных ступеней до высоких температур;
- Откачка пара может производиться отдельным насосом. Чтобы произвести селективную откачку, требуется обеспечить температуру около 100-130 Кельвин.
