Tyhjiöpumppu

Tyhjiöpumppu  - laite, jota käytetään poistamaan (pumppaamaan pois) kaasut tai höyryt tietylle painetasolle (tekninen tyhjiö ).

Tyhjiötekniikan kehityksen historia

Tyhjiötekniikan kehityksen tieteellisen vaiheen alkua voidaan pitää vuotta 1643, jolloin Torricelli mittasi ensimmäisen kerran ilmanpainetta. Noin 1650 Otto von Guericke keksi mekaanisen mäntäpumpun vesitiivisteellä. Tutkittiin eri järjestelmien ja elävien organismien käyttäytymistä tyhjiössä. [yksi]

Lopulta XIX vuosisadan toisella puoliskolla. ihmiskunta astui tyhjiölaitteiden ja -laitteiden luomisen teknologiseen vaiheeseen. Tämä johtui elohopeamäntäpumpun keksinnöstä vuonna 1862 ja tyhjiön tarpeesta nousevan hehkulampputeollisuuden tarpeessa. [2] Seuraavat tyhjiöpumput on keksitty: rotaatio (Gede, 1905), kryosorptio (J. Dewar, 1906), molekyyli (Gede, 1912), diffuusio (Gede, 1913) [3] ; painemittarit: puristus (G. McLeod, 1874), lämpö ( M. Pirani , 1909), ionisaatio (O. Buckley, 1916).

Neuvostoliitossa tyhjiötekniikan muodostuminen alkoi tyhjiölaboratorion järjestämisellä Leningradin tehtaalla "Svetlana". [4] Elektroniikan ja uusien fysiikan menetelmien nopea kehitys alkoi.

Toimintaperiaatteet

Volumetriset pumput suorittavat pumppauksen työkammion tilavuuden määräajoin tapahtuvien muutosten vuoksi. Niitä käytetään pääasiassa alustavan harvennukseen ( forevacuum ). Näitä ovat mäntä, neste-rengasmainen , pyörivä (pyörivä). Pyörivät pumput ovat yleisimmin käytettyjä tyhjiöteknologiassa.

Suurtyhjiö-mekaanisia pumppuja ovat: höyrysuihkupumput (höyry-elohopea ja höyry-öljy), turbomolekyylipumput. Molekyylipumput suorittavat pumppauksen siirtämällä vauhtia kaasumolekyyleihin kiinteältä, nestemäiseltä tai höyrymäiseltä nopeasti liikkuvalta pinnalta. Näitä ovat vesisuihku, ejektori , diffuusiomolekyylipumput, joissa pumppauspinnan ja kaasumolekyylien liikesuunta on sama, sekä turbomolekyylipumput, joissa kiinteiden pintojen ja pumpattavan kaasun liike on keskenään kohtisuorassa.

Luokitus

Tyhjiöpumput luokitellaan sekä alipainetyypin että laitteen mukaan. Tyhjiötekniikan käsittelemä painealue kattaa alueen 10 5 - 10 −12 Pa. Tyhjiöasteelle on tunnusomaista Knudsen-luku , joka määritellään kaasumolekyylien keskimääräisen vapaan reitin suhteeksi tyhjiöelementin lineaariseen efektiiviseen kokoon . Tehokkaaksi kooksi katsotaan esimerkiksi seinien välinen etäisyys. tyhjiökammio, tyhjiöputken halkaisija, laitteen elektrodien välinen etäisyys, huokosten koko huokoisissa kappaleissa.

Tyhjiöpumput jaetaan käyttötarkoituksensa mukaan ultrasuurityhjiö-, suurtyhjiö-, keskityhjiö- ja matalatyhjiöpumppuihin sekä toimintaperiaatteesta riippuen mekaanisiin ja fysikaalis-kemiallisiin pumppuihin. Perinteisesti tyhjiölaitteiden todellisten mittojen koko painealue voidaan jakaa ala-alueisiin seuraavasti [5] :

paine 10 5 ... 10 2 Pa (10 3 ... 10 0 mm Hg). paine 10 2 ... 10 -1 Pa (10 0 ... 10 -3 mm Hg). paine 10 -1 ... 10 -5 Pa (10 -3 ... 10 -7 mm Hg). paine 10 -5 Pa ja alle (10 -7 ... 10 -11 mm Hg).

Pumppujen luokittelu rakenteen mukaan

Tyhjiöpumput jaetaan myös fyysisten toimintaperiaatteiden mukaan kaasunsiirtopumppuihin ja kaasukytkentäpumppuihin. Kaasunsiirtopumput kuljettavat hiukkasia joko tietyn työtilavuuden kautta (mäntäpumput) tai siirtämällä hiukkaseen mekaanista liikemäärää (törmäyksen vuoksi). Jotkut pumput vaativat kuljetettavan materiaalin molekyylivirtausta , toiset vaativat laminaarivirtausta . Mekaaniset pumput jaetaan tilavuus- ja molekyylipumpuihin.

Sovellus

Tietyn alipainetason saavuttamiseksi tarvitaan sopivat pumput tai niiden yhdistelmä. Pumpun valinta määräytyy pumpun ohittamien kaasujen tyypin ja määrän sekä pumpun käyttöpainealueen ja sen parametrien mukaan. Ei ole olemassa sellaista pumppua, jolla olisi mahdollista aikaansaada tyhjiö koko painealueelle hyväksyttävällä hyötysuhteella.

Muistiinpanot

  1. ↑ V. P. Borisov (S. I. Vavilov RAS:n mukaan nimetty luonnontieteiden ja tekniikan historian instituutti), KEKSINTÖ, JOKA ANTOI TILAN LÖYTÖIHIN . Arkistokopio päivätty 5. joulukuuta 2014 Wayback Machinessa : Vuonna 2002 tuli kuluneeksi 400 vuotta syntymästä tyhjiöpumpun keksijä Otto von Guericke. // VENÄJÄN TIETOJEN AKADEMIAN TIEDOTE, osa 73, nro 8, s. 744-748 (2003)
  2. ↑ V.P. Borisov, Tyhjiöpumpun keksintö ja dogman "tyhjyyden pelko" romahtaminen. Arkistokopio 15. toukokuuta 2014 Wayback Machinessa // Luonnontieteiden ja tekniikan historian kysymyksiä, nro 4, 2002
  3. ↑ * Borisov V.P. Luku 4. Modernin tyhjiötekniikan perustan muodostuminen // Tyhjiö: luonnonfilosofiasta diffuusiopumppuun. - M .: NPK "Intelvak", 2001.
  4. ↑ "Svetlana": Leningradin elektronisten instrumenttien yhdistyksen "Svetlana" historia - L .: Lenizdat, 1986. - 246 s., ill.
  5. ↑ Tyhjiön käsite. Tyhjiötekniikka. // IPM RAS.

Kirjallisuus

Linkit