Какое оборудование способно обеспечивать давление в диапазоне от −7 до −9 атмосфер?

Уточнение физического понятия: истинный смысл выражения «от −7 до −9 атмосфер»

В физике нижним пределом абсолютного атмосферного давления является нуль (абсолютный вакуум); абсолютного «минус 7» или «минус 9» атмосфер не существует. В инженерной и научно‑исследовательской практике такая формулировка обычно подразумевает одну из двух следующих ситуаций:

• Промышленное избыточное давление (относительное давление): означает -0.7 MPa До -0.9 MPa Разрежение (обычно называемое разрежением от −7 до −9 кгс/см²) соответствует абсолютному давлению примерно от 0,3 до 0,1 атмосферы и относится к диапазону тонкого или низкого вакуума.
• Абсолютное давление в экспоненциальной форме: означает от 10⁻⁷ до 10⁻⁹ стандартных атмосфер (примерно от 10⁻² до 10⁻⁴) Pa), относится к диапазону высокого — сверхвысокого вакуума.

Достичь промышленного вакуума (-0,7 ~ -0.9 MPa) вакуумное оборудование

Для удовлетворения распространённых в промышленности потребностей в условиях среднего и низкого вакуума следующее оборудование способно стабильно обеспечивать отрицательное давление в указанном диапазоне:

• Масляный ротационно-пластинчатый вакуумный насос: Сжатие и откачка газа осуществляются за счёт изменения рабочего объёма за счёт скольжения пластин‑роторов в камере насоса. Одноступенчатые или двухступенчатые пластино‑роторные насосы легко достигают -0.09 MPa Вышеуказанные уровни вакуума широко применяются в упаковке, дегазации и базовых лабораторных исследованиях.
• Жидкокольцевой вакуумный насос: В качестве рабочей жидкости используется вода или другая жидкость; устройство подходит для откачивания газов, содержащих большое количество водяного пара или незначительные примеси пыли, и демонстрирует высокую эффективность в химической и целлюлозно‑бумажной промышленности.
• Комплекс ротационных вакуумных насосовРотационный насос сам по себе не может откачивать воздух непосредственно до атмосферного давления; как правило, он подключается последовательно с пластинчато‑роторным или жидкостно‑кольцевым насосом в качестве предварительного насоса, что позволяет значительно увеличить скорость откачки и сократить время достижения заданного разрежения.

Вакуумное оборудование, обеспечивающее достижение высокого вакуума (10⁻⁷ ~ 10⁻⁹ атм)

При необходимости достижения сверхвысокого вакуума (то есть давления в диапазоне от одной десятимиллионной до одной миллиардной атмосферного давления) обычные механические насосы оказываются непригодными; в таких случаях необходимо использовать насосы высокого или сверхвысокого вакуума.

• Турбомолекулярный насосС помощью быстро вращающихся рабочих лопаток молекулы газа направленно вытесняются к выпускному патрубку. Как правило, требуется работа совместно с предварительным насосом; это ключевое оборудование для достижения высокого и сверхвысокого вакуума, широко применяемое в полупроводниковом производстве и при поверхностном анализе.
• Низкотемпературный конденсационный насос: Использование сверхнизкотемпературных поверхностей для конденсации или адсорбции молекул газа. Обладает высокой скоростью откачки и отсутствием масляного загрязнения, подходит для вакуумного нанесения покрытий и имитации космической среды.
• Спутниковый ионный насос: С помощью разряда Пеннинга происходит ионизация молекул газа, а электрическое поле ускоряет ионы, которые внедряются в титановый катод, образуя подповерхностные слои. Это сверхвысоковакуумный насос без движущихся частей, предназначенный для поддержания экстремально высокого вакуума.

Рекомендации по выбору вакуумного оборудования и компоновке систем

При выборе подходящего вакуумного оборудования следует учитывать не только предельное давление, но и следующие факторы в совокупности:

• Состав газа: При наличии в газе агрессивных компонентов или значительного количества конденсируемых паров необходимо выбирать коррозиестойкие материалы либо устанавливать холодную ловушку и фильтры.
• Скорость откачкиВремя, необходимое для достижения заданного давления, зависит от эффективной скорости откачки насоса и объёма системы; для объёмных камер требуется установка насосной агрегата с высокой скоростью откачки.
• Требования к чистоте: В приложениях, чувствительных к масляному загрязнению, следует избегать использования механических насосов с масляным уплотнением и вместо них применять сухие винтовые насосы или безмасляные насосные агрегаты в качестве предварительного этапа, чтобы обеспечить чистоту вакуумной среды.