Думаю, пришло время начать рассказывать, чем я занимался более года с момента написания моей первой статьи. Безусловно, я много чем занимался, не одной лишь только вакуумной установкой, но речь сегодня пойдёт о ней.
Итак, напомню, что я начинал, по сути, с голого лопастного двухступенчатого вакуумного насоса с ужасного цвета маслом и не менее ужасным названием модели (TOP-3). В этой конфигурации у меня не было никакого способа измерить остаточное давление газа в моих изделиях и полагаться приходилось исключительно на авось. Как итог, оказалось, что давление это слишком велико для нормальной работы электровакуумных приборов, таких как диоды и триоды. Делать газоразрядные лампы тоже было нельзя из-за того, что регулировать быстроту откачки было невозможно и насос практически мгновенно создавал чрезмерное разрежение внутри лампы. Таким образом не получалось ни того, ни другого. Но и это не всё. При работе насос вибрирует и с ним вибрирует и вся лампа к нему подключённая. Получается своеобразное встроенное испытание на вибростенде, которое многие лампы не прошли. Также непосредственная близость насоса практически гарантирует наличие масла, летящего из него, в лампе на момент её запайки, что не делает лампу надёжнее.
Исходя из вышеописанных проблем, я приступил к проектированию обновления моей установки. Перед рассказом непосредственно о ней, хотелось бы вспомнить наиболее распространённые типы вакуумных насосов. В целом их можно разделить на несколько групп: механические, газодинамические и сорбционные. Механические, как мне кажется, наиболее просты, но и вакуум, достигаемый ими неглубок. Первое, что приходит на ум – это поршневой насос, а-ля компрессор холодильника. Им глубокого вакуума не достичь, но разряд в разреженном воздухе наблюдать можно, как показали мои первые опыты.
Поршневые насосы ограничены скоростью перемещения поршней, им необходимо масло (которое будет лететь внутрь вакуумной системы), а также, в случае компрессора холодильника, в какой-то момент атмосфера таки пересиливает мотор и компрессор останавливается что закончится плачевно, если не уследить. То есть, необходим баланс между скоростью откачки и мощностью мотора, оба фактора упрутся в диаметр поршня. Остаточное давление, которое можно ими достичь лежит в интервале 100 – 10 Па.
Пластинчатый насос работает по-другому, в нём есть расположенный эксцентрично относительно камеры, цилиндр с пазами под пластины. Пластины могут быть подпружинены, а могут просто выходить из пазов под действием центробежной силы. Суть в том, что сначала при повороте ротора сначала образуется разрежение, а затем, когда пластина проходит середину камеры – избыточное давление.
Это типичные насосы для откачки холодильных систем и систем кондиционирования. Так же такие насосы применяются в качестве форвакуумных (предварительная ступень) в различных производствах и исследовательских лабораториях (видел лично у наших физиков). Для более - менее серьёзных применений, такие насосы имеют две ступени и теоретически могут откачивать до давлений порядка 0,1 Па. Хотя для изготовления радиоламп такое давление слишком высоко, jdflyback смог изготовить рабочие образцы триодов и ЭЛТ при помощи такого насоса и последующего использования титанового геттера. К относительным недостаткам этих насосов можно отнести наличие внутри масла (оно тоже будет гостить в вашей вакуумной системе) и шумность, а при открытом газовом балласте ШУМНОСТЬ!!! (серьёзно, как трактор). Кроме того, он ещё создаёт масляный туман, дышать которым крайне противопоказано, так что надо ставить фильтр на выхлоп.
Третий тип механических насосов – это спиральные насосы. Внутри них есть две спирали – подвижная и неподвижная. За счёт перемещения подвижной части происходит вытеснение газов в сторону выхлопа. Эти насосы не содержат трущихся частей, поэтому малошумны и не содержат масла в рабочей камере. К недостаткам можно отнести сложность изготовления и как следствие более высокую цену. Я живьём таких не видел. По данным из сети, они достигают давлений от 10 до 1 Па, что тоже позволяет использовать их как форвакуумные.
Далее рассмотрим газодинамические насосы, их представляют турбомолекулярный и диффузионный типы. Турбомолекулярный – это, по сути, турбина со множеством ступеней, лопатки которых раздают волшебных пенделей молекулам газов, направляя их к выходу. Конструкция такого насоса чрезвычайно сложна и требует очень высокой точности обработки деталей и качественных подшипников. Ротор турбины может раскручиваться до 80-90 тысяч оборотов в минуту. Представьте, что что-то попадёт внутрь при работе. Брр… А ещё ему нужен отдельный контроллер управления мотором. Зато внутри нет масла, что круто для изготовления электровакуумных приборов. 10⁻⁷ – 10⁻¹⁰ Па это предел для турбонасоса. В общем, дорого-богато.
А ещё есть диффузионный насос. Это прямо антипод турбонасоса – простой как самогонный аппарат (с примерно тем же принципом действия), при большом желании можно сделать самому, довольно дёшев и прост в обращении, не требует дополнительных блоков, абсолютно тих (ну ладно, может не абсолютно, если он воздушного охлаждения). Как эта ерунда работает? Примерно так:
Нагреватель греет бадью с маслом, то испаряется, поднимается вверх, затем поток через серию конусов направляется вниз-в-сторону к холодным стенкам, где масло конденсируется. При этом пары масла увлекают с собой и молекулы газа в сторону выходного патрубка. Никаких движущихся частей, как видно нет, только немного специфическая геометрия. Масло, правда, есть и оно довольно специфическое, т.к. должно иметь низкое давление паров. Такие насосы могут достичь 10⁻⁶ – 10⁻⁸ Па.
Общие черты обоих типов газодинамических насосов следующие. Они не запустятся сами по себе, им нужна предварительная ступень. Их нельзя ударно соединять с атмосферой – раскрученный турбонасос может превратиться в салат из лопаток, а горячий диффузионный сделает БУМ, т.к. масло вполне себе горит. Эти особенности накладывают некоторый отпечаток на вакуумную систему, в которой они должны стоять, но об этом чуть позже.
Последняя разновидность насосов – это сорбционные, тут три основных подвида – это ионные, криогенные и адсорбционные. Эти насосы не имеют подвижных частей, в них нет масла, они надёжны и долговечны, и они могут создавать очень высокий вакуум. К недостаткам можно отнести более низкую производительность и некоторые проблемы с эффективной откачкой определённых газов. И, разумеется, им тоже нужен форвакуумный насос, а, иногда, сначала форвакуумный, а потом турбомолекулярный.
Ионные насосы работают за счёт ионизации молекул газа, которые потом осаждаются на поверхности катода. Полагаю, что вскоре BabayMazay нас порадует экспериментами с таким насосом, мне будет очень интересно. В теории, такие насосы могут давать остаточное давление 10⁻² Па до 10⁻¹⁰ Па.
Название криогенных насосов говорит само за себя, газ просто замерзает, оседая на стенках. Это, конечно, совсем экзотика, простым смертным малодоступная, т.к. используют их для достижения давлений 10⁻³ Па до 10⁻¹² Па в местах где нужен очень чистый вакуум (без всякого масла), например в полупроводниковой промышленности и ускорителях частиц.
И, наконец, адсорбционные насосы, которые собирают молекулы на поверхности пористых материалов, таких как цеолиты. Примерно на таком принципе работает кислородный концентратор. Эти насосы дают от 10⁻² Па до 10⁻⁵ Па.
Принимая во внимание вышенаписанное, для достижения вакуума, при котором радиолампа будет гарантированно работать, вариантов не так много. В любом случае система должна состоять из форвакуумного насоса (скорее всего пластинчатого как наиболее доступного и подходящего по параметрам), плюс газодинамического насоса. Самый доступный вариант газодинамического насоса – это, конечно, диффузионный. Именно этот насос мне помог купить мой друг Игорь. Огромное тебе спасибо!
До меня насос добрался небыстро, но главное добрался. В любом случае, у меня до него руки тоже не сразу дошли. Насос является частью установки MICROtorr 11 HIGH VACUUM PUMPING STATION, которая состоит из двухступенчатого пластинчатого форвакуумного насоса Alcatel 2004 A, спаренного с небольшим диффузионным насосом воздушного охлаждения. Мне, конечно, достался только диффузионник, который надо было как-то поженить с тем пластинчатым насосом, что был у меня и который я показывал в моей первой статье про радиолампы.
Перед тем как отправить мне насос, Игорь просветил его на томографе у себя на работе и получились вот такие любопытные картинки богатого внутреннего мира диффузионника:
Как видно, конусов всего 2, но внутри очень много всяких интересных перегородок. Возможно, это связано с тем, что насос очень компактный, насосы побольше устроены проще. Этот, к тому же ещё и неразъёмный, что несколько усложняет его чистку, а чистить его было нужно, т.к. даже то, что было видно через патрубки взгляд не радовало. И, действительно после того, как я залил в него ацетона и дал постоять сутки из него вышла черепаха куча всякой дряни. Я повторил операцию промывки ещё пару раз до тех пор, пока ацетон на выходе не стал чистым. По инструкции после промывки ацетоном его надо было продуть сухим азотом, но у меня и мокрого-то не было, поэтому я просто оставил его в покое на пару месяцев, прикрыв патрубки неплотными крышками просто чтобы пыль внутрь не попала, в результате чего ацетон улетучился сам.
За то время пока насос стоял я прикидывал как сделать установку. Я подумал, что неплохо было бы организовать всё это в едином блоке из алюминиевого профиля, закрепив систему жёстко и в то же время развязав её с форвакуумником, чтобы исключить тряску лампы. Эту развязку я решил делать установкой гофрированного гибкого шланга, как, в прочем, было и в оригинальной системе. Единственное, что соединения насосов не совпадали по размеру – на пластинчатом стоял фланец KF-16, а на диффузионном KF-25. Пришлось, конечно, покупать ещё и адаптеры. Во многом закупка всяких адаптеров и соединителей и затормозила постройку установки, так как я не очень представлял их размеров, а китайцы не особо их указывали. Надеяться на стандартизацию я не стал, чёрт их знает, чего от них ждать от китайцев. Потом, когда что-то приходило и примеривалось, появлялась мысль, что надо купить что-то ещё и всё начиналось сначала. В результате, когда я всё же собрал все части, которые казались мне нужными, я приступил к отрисовке модели в Solidworks. Получилось примерно это:
Поясню примерную логику расположения вещей. Все самые тяжёлые детали установлены внизу установки, к ним относятся – форвакуумный насос, трансформатор питания и аргоновый баллон (он на будущее, когда будет готова часть установки для напуска газа для изготовления газоразрядных устройств). Трансформатор нужен для питания нагревателя диффузионного насоса, нагреватель сделан под 110 В. От форвакуумного насоса магистраль идёт на выход диффузионного, магистраль эта гибкая, чтобы вибрации от насоса не шли дальше. Диффузионный насос закреплён над форвакуумным и закрыт кожухами, которые я не нарисовал, т.к. я тогда ещё не решил, как я их хочу делать. Вообще, не нарисовал я много чего по аналогичным причинам, тут только общая компоновка. Верхний кожух нужен для обдува рубашки радиатора, нижний, чтобы защитить дно от чрезмерного охлаждения окружающим воздухом и случайного касания руками или чем-нибудь легко воспламеняемым. Далее из насоса магистраль выходит вверх, она специально сделана довольно длинной и изогнутой, чтобы меньше масла залетало в откачиваемый прибор. Сразу наверху установлен ионизационный вакуумметр, затем идёт кран, после крестообразный разветвитель у которого снизу временно стоит заглушка (под систему напуска), сверху – термопарный вакуумметр, а справа выход, к которому подключается радиолампа.
Рассмотрим подробнее некоторые элементы. Начнём идти от откачиваемого прибора. Термопарный вакуумметр типа ПМТ-2 (да, мне во Франции было дешевле заказать из Белоруси старое советское барахло, чем покупать китайское или б/у) может измерять давление в двух пределах: от 666,6-13,3 Па и 13,3-0,133 Па. Предельным значением можно принять что-то около 0.01 Па, правда, как средство измерения близко к пределу он работать не может, зато может как средство индикации (об этом в практической части). Этот вакуумметр работает весьма просто – в нём есть нагреватель и термопара. По нагревателю течёт фиксированный ток, который греет термопару. По мере уменьшения давления внутри системы становится меньше газа, и он хуже отбирает тепло у нагревателя, т.е. температура на термопаре возрастает, что приводит к увеличению генерируемого ей напряжения. По сути, чтобы измерить давление нам нужен всего-то милливольтметр. Ну или чувствительный аналогово-цифровой преобразователь. Тут на Хабре была уже статья откуда я взял код и идею для измерительного блока к ПМТ-2. Выражаю автору большое спасибо!
Почему я поставил ПМТ-2 именно в эту часть установки? Чтобы можно было мерить давление напускаемого газа. В этом случае большой кран закрывается и в газоразрядный прибор напускается аргон через несуществующую пока ветвь системы. Ионизационный вакуумметр для таких операций не предназначен.
Далее за крестовиной стоит кран, у которого несколько задач. Первая уже была упомянута – отсечь насосы от прибора для напуска аргона. А вторая - безопасность. Как я уже говорил, попадание атмосферного воздуха в разогретый диффузионный насос чревато неприятными последствиями. Это может случиться если, например, неудачно запаивать лампу. Поэтому перед запайкой я предполагаю кран закрывать.
За краном стоит тройник (хотя в модели и крестовина) с ионизационным вакуумметром. Эту часть мне пока только предстоит освоить. Сам вакуумметр устроен нехитро (это, кстати, ПМИ-2, тоже советские), по сути, это триод, но немного нестандартный. В этом триоде катод (вольфрамовая нить) испускает электроны, которые летят к сетке, на которую подано ускоряющее напряжение. Но сетка имеет большой шаг навивки, и большая часть электронов просто промахивается и пролетает мимо, а потом летит обратно, снова промахивается и так далее, пока всё же не попадёт на сетку. И вот пока они там летают, они попадают по молекулам газа, содержащимся в колбе, ионизируя их. Ионы летят в сторону коллектора ионов, к электроду, что был бы анодом в обычном триоде, однако этот электрод не имеет ускоряющего потенциала. Вместо этого к нему подключен измерительный блок, который фиксирует ионный ток, очень слабый ток, порядка пикоампер. Это не самая тривиальная задача, у меня такого блока пока нет, но мысли по его изготовлению есть.
Начертив модель установки, я закупил нужный профиль (использовал 20 х 20 мм) и крепёж. Конечно же, оказалось, что я накосячил с заказом и крепежа заказал меньше, поэтому ещё половину месяца ждал из Китая оставшееся, чтобы не переплачивать местной компании и за доставку. Потом я это собрал, купил масло для диффузионного насоса, а оно, кстати, не самое дешёвое и продавать в мелкой фасовке мне его хотели не только лишь все. Его, кстати надо всего 55 мл, я купил 500. С паспортной частотой замены раз в два года, бутылки хватит на 18 лет.
Я собрал систему процентов на 80 и долго прокрастинировал. Было довольно много вещей, о которых не было чёткого представления, включая измерительный блок для ионизационного вакуумметра. Потом было много дел и вот не так давно, как тот кот, я решил, что пора! Начал я с кожухов диффузионного насоса. Кожух обдува я вырезал из листа алюминия толщиной 0.5 мм, который давно меня раздражал, т.к. был гнутый и с остатками какой-то дряни на поверхности (он, конечно, был подобран в университетском мусоре годы назад). Нижний кожух, защищающий нагретую часть от излишнего обдува, я сделал из половинки от корпуса компьютерного блока питания, добавив ему недостающие стенки. Под этим кожухом должна скрываться нижняя часть насоса с нагревателем, что диктует необходимость в пропускании через его стенки силовых проводов. У меня возникли резонные сомнения в безопасности прокладки их через голые и острые металлические стенки. К сожалению, в моих запасах не было специальных резиновых пропускные кольца (уж не знаю как их правильно звать), поэтому я сделал их сам.
Для проводов, кстати, надо было сделать крепление по корпусу, чтобы всё было по-человечески и не болталось. Можно было бы воспользоваться и стяжками, но не хотелось. Зная себя, как только я бы закончил, сразу же бы понадобилось что-то переделывать, срезая и выкидывая стяжки (кстати, я был от истины недалёк, т.к. переделывать придётся). Поэтому хотелось сделать что-то вроде прижимов для проводов, которые бы крепились к профилю. Выход был найден следующий. Из того же тонкого алюминия отрезалась полоска шириной 10 мм и длиной, зависящей от диаметра пучка провода. Затем на концах этой полосы делались отверстия под винт и на тело полосы надевалась силиконовая трубка, защищающая провода от повреждения острыми гранями. После полоса сгибалась в петлю, через неё продевался провод и всё это крепилось на профиль.
Сверлить отверстия в такой тонкой полосе – дело неблагодарное, поэтому я соорудил дырокол. В хозяйстве был маленький ручной пресс, к которому я быстренько выточил необходимые штампы. В верхней половине штампа был использован кусок китайского быстрореза диаметром 4 мм, заточенный при помощи сферического алмазного инструмента, зажатого в дремель.
Кроме вышеописанного, я установил термометр на диффузионный насос, чтобы иметь представление, когда можно выключить форвакуумный (и вообще, что он включён). А также панель управления, верхнюю панель и прочие мелочи. На данном этапе моя вакуумная установка выглядит так:
Оставались лишь сомнения в том, запустится ли диффузионный насос от наличествующего пластинчатого. К тому времени я уже померил остаточное давление, которое он может развить, и оно оказалось не таким приятным – целых 5 Па. В теории, диффузионный насос должен запускаться при давлениях ниже 10 Па, но черт ведь его знает, вдруг этот мелкий насос окажется капризным и не захочет работать от 5 Па? Я стал просматривать местную онлайн барахолку, не надеясь особо ничего толкового найти, но в этот раз мне несказанно повезло – мне попался абсолютно новый, в родной коробке и со всеми принадлежностями, включая мануал, насос Alcatel Pascal 2005I. Этот профессиональный двухступенчатый пластинчатый насос, который с завода стоит около трёх тысяч евро отдавали всего за 300. А тут ещё и доставку на время выходных снизили с 15 евро до одного. Потратив немного времени на убеждение жены, я таки купил себе этот агрегат.
Он, безусловно, разительно отличается от старого. Не TOP-3, конечно, но всё же. Во-первых, он в два раза больше и тяжелее. Во-вторых, в отличии от старого, у него есть защита от всасывания воздуха через насос, в случае отключения электричества, что очень важно для диффузионного насоса. И, в-третьих, он должен создавать давление порядка 0.1 Па, что точно хватит для диффузионного. Он, кстати, и выглядит точь-в-точь как в инструкции к Микротору 11, хотя в реальности насос там другой.
Первым делом, я решил померить, что же он на самом деле может выдать. Для чего я провёл все необходимые процедуры по заливу масла (в новеньком насосе его не было, но оно шло в комплекте). А после подключил верхнюю часть своей вакуумной системы вместе ПМТ-2. Тут надо заметить, что у нового насоса штатные фланцы больше и как раз подходят к родным от диффузионного, но для меня это будет проблемой, т.к. подключить его к системе нечем, нет ни переходников (если рассматривать подключение к наличествующему гибкому шлангу), ни подходящего гибкого шланга.
Так вот, чтобы измерить давление по ПМТ-2, надо смотреть на график из её паспорта, на котором изображена зависимость напряжения термопары от давления. В теории, этот график должен был быть зашитым в коде, который я взял в уже упомянутой мной статье. Однако, почему-то он не заработал адекватно. К слову, мой измеритель использует «ардуину» на Атмеге8, я не спец, может и поэтому он не работает. Но нормальную ардуину мне было жалко ставить на этот показометр, поэтому обойдусь пока графиком.
Это испытание я намеренно провёл немного неправильно. Правильно было бы сначала погонять насос с открытым газовым балластом где-то с полчаса, чтобы все испарения (например вода) покинули систему и не растворились в масле насоса. Однако оказалось, что при открытом балласте новый насос работает пропорционально размерам громче старого и создаёт совершенно непотребные объёмы масляного тумана. Даже если надеть защитные наушники и наплевать на соседей, то ни дышать маслом ни вытирать его со всех поверхностей мне не хотелось, поэтому балласт я закрыл с самого начала. Вообще балласт, по сути, отсекает одну ступень насоса и качает он при этом хуже. Так, что в закрытом состоянии остаточное давление будет ниже, что нам и надо. Но это не совсем верный подход, так как если в масле раствориться достаточно дряни, она будет испаряться и не даст достичь желаемого вакуума. Но один раз не.. в общем, можно пренебречь.
Погоняв насос примерно 10 минут, я подумал, что хватит и включил нагрев ПМТ-2 и подождав ещё пару минут стал снимать показания, которые меня весьма обрадовали.
Судя по графику, давление соответствует примерно половине Паскаля (надо правда ещё учитывать, что показания ПМТ-2 не особо точны и там допуск ±20%). Это уже на порядок лучше старого насоса! С ним диффузионный запустится с вероятностью 100%.
Однако, вернёмся к нашим баранам, то бишь к вакуумной установке. Я уже упомянул, что ПМТ в ней, в данном случае, будет играть роль индикаторную, а не измерительную. Смысл этого в том, что можно определить какие насосы работают в данный момент. Старый пластинчатый насос выдаёт показания на приборе около 5 мВ, то есть, если показания будут выше и дойдут до 10 мВ, то это будет означать, что диффузионный насос запустился и давление вышло за пределы измерения ПМТ-2. К сожалению, более точные данные мне на данный момент недоступны.
Для проведения испытаний я собрал установку обратно, предварительно залив положенные 55 мл силиконового масла во входной патрубок диффузионного насоса. Затем я открыл газовый балласт на пластинчатом насосе и 20 минут гонял его так. Затем газовый балласт я закрыл и подождал пока насос создаст максимально доступное ему разрежение.
Пришло время включить диффузионный насос. Тумблер щёлкнул, и я стал ждать, мониторя термометр. Температура росла очень неспеша, и я отошёл заняться другими делами. Вернувшись, я обнаружил следующие показания ПМТ-2:
Казалось бы, что же это? Давление должно же падать, а оно растёт. Но я читал инструкцию к Микротору и знаю, что это – норма, просто масло с нагревом начало обезгаживаться (и из него стала выходить всякая гадость, в смысле газы). Надо всего лишь ещё немного подождать. И, действительно, через минут десять на приборе была уже совсем другая картина:
Заветные 10 милливольт были получены, что соответствует 10-2 Па и является пределом измерения этого датчика. Сколько там на самом деле мне ещё предстоит выяснить, собрав измерительный блок к ионизационному вакуумметру ПМИ-2. В принципе, даже 10-2 Па должно быть достаточно для изготовления радиолампы-триода с титановым геттером. Опыты jdflyback наглядно это демонстрируют, а ведь он пользуется только хорошим пластинчатым насосом. В общем, установка экзамен сдала и, вероятно, вскоре я сумею получить рабочий образец триода о чём, конечно же напишу.
Спасибо, что дочитали до конца!
Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud - в нашем Telegram-канале ↩
? Читайте также:
Комментарии (74)
radiolok
18.10.2024 13:23Потрясающе! снимаю шляпу! Кардры насоса с томографа - бомбические.
Прямо сейчас жду как с алика приедут разные фитинги-шмитинги на KF25 - и в ноябре буду свою вакуумную установку магнетронного напыления собирать на базе остатков вакуумной колонны от ВУП-4. Там родной дифузионник НВДМ-160, но мне повезло прикупить с японии турбовак Pfeiffer TMU261
Вот он, красавчик на 210л/с Но у меня цель другая - напылять металлы и оксиды, да сделать микросхему. Там вакуум послабже нужен. Хотя трубки из свинцового стекла тоже можно будет освоить по ходу дела...
dio_eraclea Автор
18.10.2024 13:23Спасибо! Я бы тоже хотел попробовать напылять металлы, но увы, в отдалённом светлом будущем разве что.
vesowoma
18.10.2024 13:23К сожалению, в моих запасах не было специальных резиновых пропускные кольца (уж не знаю как их правильно звать), поэтому я сделал их сам.
Называются "гермоввод" или "кабельный ввод".
Начальный обзор типов вакуумных насосов не не полон без водоструйных, самых простых по исполнению. Правда они по остаточному давлению точно не подойдут, как и остальные ~90% типов насосов.
dio_eraclea Автор
18.10.2024 13:23Благодарю за ликбез! Я сознательно многое опустил именно потому, что оно по тем или иным причинам малоприменимо.
xSVPx
18.10.2024 13:23Причем нормальные эти гермовводы, даже копеечные китайские имеют пластиковую цангу, которая при закручивании и зажимает провод и герметизирует. Совершенно другой уровень по сравнению просто с кольцами. Стоят недорого, я себе всех размеров купил что были, очень правильные штуки.
dio_eraclea Автор
18.10.2024 13:23Это здорово, но моя цель была не герметизировать, а просто не дать прорезать изоляцию силового кабеля об острый край, поэтому простого кольца хватило с головой. Кроме того, хотелось прямо сейчас а не через две-три недели, поэтому сделал как сделал.
BabayMazay
18.10.2024 13:23Спасибо за веру в меня, постараюсь оправдать! : ) Поздравляю с постройкой крупной ступени на ПУТИ, выглядит впечатляюще! И да, к Вам коллега вопрос, как к специалисту по диффузионным насосам -- можно ли в нем получить вакуумное масло из обычного вазелинового, дав поработать самому на себя?
dio_eraclea Автор
18.10.2024 13:23Да какой я там спец. Так, нахватался чего-то. Я сомневаюсь, что получится. Мне не удалось сходу найти данных, какое давление насыщенных паров у вазелинового масла. Думается, что недостаточно низкое. Именно этим давлением будет всё ограничиваться.
vesowoma
18.10.2024 13:23Поскольку вазелиновое масло есть продукт непостоянного состава, а ТУ и ГОСТ не устанавливает давление насыщенных паров вазелинового масла как квалификационный критерий, то логично что найти этот критерий сложно. Исходя из данных по отдельным составляющим (парафинам) - это где-то 1-4 Па минимум при 20 град (если считать по нормальным парафинам С9-15)- но в других источниках на 2 порядка больше, скорее всего где-то ошибка в размерностях. С. Мне все равно этого хватало, но мне супервакуум был не нужен, но я кормил этим маслом хороший форвакуумник, типа отого беленького на фото, но мой был желтый и производства СССР (название забыл увы).
sim31r
18.10.2024 13:23Если это действительно парафины то их можно осадить снижением температуры, переведя сразу в твердую фазу:
Температура плавления — от 45°С до 65°С;
Температура кипения — выше 370°C
GidraVydra
18.10.2024 13:23Температура плавления слабо зависит от длины цепи, там будет падать эвтектисеский такой воск. Да и нет там плавления в бытовом понимании - видели когда-нибудь как солярка замерзает? В такой мерзкий студень?
BabayMazay
18.10.2024 13:23Да какой я там спец. Так, нахватался чего-то.
Ну так вот-с, будущий профессор Борменталь... : )
GidraVydra
18.10.2024 13:23Он вроде не был профессором.
BabayMazay
18.10.2024 13:23Это да, не был. Это часть диалога, когда они, кажется, под коньячок с лимончиком обсуждают пути дальнейшего процветания Шарикова... Точная цитата -- «Ну, так вот-с, будущий профессор Борменталь: это никому не удастся. Кончено. Можете и не спрашивать. Так и сошлитесь на меня. Скажите, Преображенский сказал. Финита»
GidraVydra
18.10.2024 13:23Ну, по ГОСТу вазелиновое масло не содержит фракций с Ткип < 360 С, вам такое подходит?
VT100
18.10.2024 13:23Не забываем призывать в тред @videoelektronic, @BarsMonsterс распаковкой турбомолекулярного насоса и @reactosс восстановлением электронного микроскопа JEOL.
videoelektronic
18.10.2024 13:23Спасибо, но я не знаю, что тут можно прокомментировать? Человеку за его увлечение и старания респект. Молодец, одно слово!
dio_eraclea Автор
18.10.2024 13:23Спасибо за похвалу! Очень приятно слышать это от человека настолько подкованного в теме вакуума как вы. Читал ваши статьи - чрезвычайно интересно.
videoelektronic
18.10.2024 13:23Однако, почему то в комментарии к недавним моим статьям заходят преимущественно невежественные хамы и устраивают охаивание. Поэтому я вас приглашаю к себе в блог, что бы было больше адекватных комментариев.
videoelektronic
18.10.2024 13:23Совет, кстати, возник. Не знаю, придумали ли вы зажим для штенгелей своих ламп. Такой зажим очень важен подключения стеклянных ламп к откачной системе. Если интересно, то могу у себя сделать пост по этому поводу с фотографиями и чертежом.
Так же, для откачки ламп очень важна т.н. "термовакуумная обработка". Т.е. лампа при откачке должна быть обязательно нагрета до температуры 400-500 градусов Цельсия (в зависимости от сорта стекла). Иначе вакуум там после отпая не сохранится приемлемый.
dio_eraclea Автор
18.10.2024 13:23Это было бы очень здорово! Я как раз подозреваю, что у меня с этим проблемы. Вообще, после того, как я написал эту статью, а было это пару недель назад, и приступил к практике, проблем вылезло много. Я бы с удовольствием их с вами обсудил, если можно, конечно.
videoelektronic
18.10.2024 13:23
По картинкам ясно?
Если словами. То делается отверстие с седлом для специальной мягкой "вакуумной" резины. Резиновый вкладыш-кольцо вставляется в отверстие. Внутренний диаметр кольца должен быть чуть больше (на доли миллиметра), чем диаметр зажимаемой стеклянной трубки. Дальше, резьбовой гайкой это всё сжимается через прокладку-кольцо.
dio_eraclea Автор
18.10.2024 13:23Да, идея понятна, спасибо. Для закрепления ПМТ-2 я пользовался немного другим устройством, вот такая штука:
Там внутри есть резинка но она значительно тоньше той, что на ваших фото.
Для закреплиния самой лампы я использовал вот такую штуку:
На штенгель я надевал обрезок силиконовой трубки и сдавливал гайкой, металлические вставки при этом я не использовал, т.к. с ними вообще не получалось герметизировать что-либо. Думаю, что такой вариант не годится, но сейчас у меня другого нет, увы. Я не очень представляю, где искать вакуумную резину, если честно.
videoelektronic
18.10.2024 13:23Такая резина покупается в виде исходного сырья, а потом вулканизируется нагревом в металлической форме, которую можно выточить на токарном станке. Я забыл название исходника, но постараюсь на неделе восстановить по документам на работе.
reactos
18.10.2024 13:23Всё прочитал, как говорят, "как бальзам на душу". Если чем-то смогу быть полезен - буду :-)
sndlr
18.10.2024 13:23В диффузионниках раньше часто использовали не масло, а ртуть, я такие насосы видел, но слава богу с ними не работал. Характеристики у них кстати отличные, но дышать парами ртути приветствуется еще меньше чем парами масла. У нас на установках на высокий вакуум стояли в основном магниторазрядные насосы, разновидность сорбционных. Стартовать они тоже могут только с форвакуума, но зато сами по себе выхлопа не имеют, в отличие от турбовака, и потому не требуют постоянной работы тарахтелки в виде роторного форнасоса. Если им в ловушку залить жидкого азота, то они качают тоже весьма и весьма неплохо.
reactos
18.10.2024 13:23Похоже, что зря я не купил старенький КТ аппарат. Полезная вещь в хозяйстве, оказывается!
sim31r
18.10.2024 13:23В качестве гипотезы, не могут ли создать глубокий вакуум простые поршневые насосы включенные ступенями друг за другом? Ну понятно что 1-2 ступени дадут слабое разряжение, но каждая последующая ступень будет будет углублять вакуум. И каждая последующая ступень будет работать во всё более облегченном режиме, так как не нужно продавливать давление сравнимое с атмосферным, механические нагрузки становятся исчезающе малыми. Можно изготовить типовой поршневой или мембранный насос и соединять их последовательно. Минусы конечно есть, это громоздкое решение. Особенно если механизм для снижения утечек поместить работать в вакуум предыдущей ступени. И точек отказа становится больше. Возможно есть фундаментальное ограничение на механический насос. Хотя кажется что поршню все равно в каком режиме работать, например вход 10 мбар выход 100 мбар, или у последующих ступеней вход 0.1 мбар выход 1 мбар. Просто геометрически обусловленный принцип исходя из соотношения V1/V2. По крайней мере пока газ себя ведет как газ, способный к перекачиванию, а не отдельные атомы в пространстве.
Зато в домашних условиях такой насос из 10 или даже 20 простых однотипных ступеней вполне реально изготовить. На порядки проще чем турбину на 80 000 об/мин. И производительность будет высокой, так как перепад давлений на каждой ступени небольшой, каждая ступень достаточно быстро выйдет в рабочий режим создав максимально возможный конструктивно перепад давлений.
MetromDouble
18.10.2024 13:23Не получится. Всякие турбомолекулярные, диффузионные и прочие насосы рассчитаны на откачку газов, в которых расстояние свободного пробега каждой молекулы газа велико. А так как молекулы газа носятся с огромными скоростями по камере, то обычные поршневые насосы для них - что застывшие во времени статуи, они просто от поршня оттолкнутся обратно в камеру, причём многократно.
Так что вариантов немного - либо выталкивать молекулы из камеры с огромной скоростью (турбомолекулярные), либо уменьшать их кинетическую энергию (диффузионные), либо связывать молекулы чем-то (ионные, сорбционные)По крайней мере пока газ себя ведет как газ, способный к перекачиванию, а не отдельные атомы в пространстве.
Вот именно до этого уровня откачивает один хороший форвакуумный насос - 1..0,1 Па (0,01..0,001 мбар) примерно. Ещё одна форвакуумная ступень уже не поможет
sim31r
18.10.2024 13:23Да пусть отталкиваются, главное что статистически в объеме их остается очень много.
"в 1 кубическом сантиметре воздуха при нормальных условиях содержится примерно 2.7×10^19 молекул газа"
Когда поршень достигает максимального объема, клапан открывается и давление уравнивается с общим объемом, 10^16 молекул это обеспечат, а большой пробег молекул ускорят выравнивание давления. Клапана закрываем, поршень сжимаем в 10..100 раз, чем больше тем лучше, и открываем клапан в камеру с более высоким давлением, тут вообще не важно что молекулы будут слабо взаимодействовать друг с другом, чисто статистически 2 связанных объема уравновесят давление и клапан можно закрывать и повторять цикл. Теоретически процесс будет работать даже если 1 молекула останется.Рано или поздно попадет в поршень и будет выкинута в камеру с более высоким давлением. Может и обратно попасть, но вероятность этого ниже, так как в камере с маленьким объемом она задержится на время пропорционально меньшем.
Вариантов немного, если требуется компактное решение и технологически простое. Тут обычное решение отлично подходит, первая ступень снизила давление в 1000 раз (за счет сложной конструкции, чтобы "паразитный" объем поршня к нулю свести и высоких механических нагрузок на поршень что делает насос дорогим и шумным). А далее работаем с почти вакуумом. И тоже если требования что второй ступенью обеспечить сразу 0.001 Па, то оборудование сложное и дорогое.
Что-то похожее в разделении изотопов. Одной ступенью разделить не получается, поэтому процесс повторяют сотни раз последовательно на стандартных типовых устройствах.MetromDouble
18.10.2024 13:23Не похоже на дешёвое, "домашнее" решение. Поршни нужны большие, сравнимые с размером камеры, степень сжатия должна быть очень высокой. А самое главное - клапана, должны быть очень большие, если вы не хотите ждать вечность и множество холостых раундов работы установки (не зря турбомолекулярные насосы устанавливают как можно большие по размеру и как можно ближе к рабочему объёму камеры и с большим окном, чтобы эффективнее работали). Сделать большие вакуум-плотные клапана - это нетривиальная задача. Да и поршни такие же должны быть.
В маленьком объёме тоже такое можно сделать, но цена - время. Смысл от установки, если она, в лучшем случае, неделю откачивать будет объём рабочей камеры?sim31r
18.10.2024 13:23Поршни не нужны большие, можно у маленьких поршней частоту хода повысить, все равно на них нагрузки мизерные, только трение о стенки. Разряженный газ не создает особого сопротивления. Степень сжатия можно всего 10 сделать, просто потребуется больше ступеней. Клапана непонятно, вроде дальность полета молекул больше и газ вполне текучий останется. Но если нужно клапана можно большие делать, на них почти нет нагрузок.
Вакуум плотности высокой не нужно, так как перепад давления на каждой ступени небольшой и небольшая негерметичность не унесет много газов на предыдущую ступень (для чего и делаем большие клапана).
По скорости откачки как-раз многоступенчатая система быстрее будет работать. КПД каждой ступени выше, почти весь объем поршня будет передан на верхнюю ступень. Ну и размеры и конструкцию каждой ступени можно оптимизировать под ожидаемое давление. В отличие от универсальных одноступенчатых насосов, где всё сложно, с одной стороны вакуум, с другой конденсат от сжатия и нагрев газов.
videoelektronic
18.10.2024 13:23Там будет недостаточное уплотнение, что бы шагнуть в давления ниже 1 Па. Обычно уплотнение в механическом насосе достигается маслом, но у масла тоже есть своё давление насыщенных паров. У уплотнительных масел оно как раз в районе 1 Па. А для поршневого насоса масла надо очень много. Отсюда, все механические системы для высокого вакуума делаются либо вообще без масляными, либо с минимальным использованием масла только для подшипников (Типа турбомолекулярных систем или систем Рутса).
sim31r
18.10.2024 13:23Я так понимаю речь о перепаде давлений 100 000 Па и 1 Па, то есть уплотнения подвижных механизмов должны противостоять давлению 99 999 Па. Если ступень находится при давлении 1 Па и откачивает поршнем до 0.1 Па из последующего бака, то требования к уплотнениям весьма условные. На поршень действует всего 0.9 Па перепад давления что не даст больших утечек даже при наличии небольших щелей. И масло не требуется, так как нет ни нагрузок больших ни требований к герметичности. У многоступенчатой системы есть свои плюсы.
vvzvlad
18.10.2024 13:23Очень интересно. В первом сообщении вы осознаете что вы дилетант в вопросе, и просите прокоментировать свою идею, в комментарии приходят эксперты и говорят что оно не срабоает, после чего вы начинаете их убеждать что сработает. В чем прикол?
GidraVydra
18.10.2024 13:23Да не, это как раз нормально, пока идет аргументация, это позволяет разобрать принципиальную конструкцию и выявить её слабые стороны. Примерно как защита проекта или конструкции. Главное, оставаться при этом в рамках обсуждения по существу...
vvzvlad
18.10.2024 13:23Защита проекта выполняется не дилетантом.
GidraVydra
18.10.2024 13:23Кем угодно выполняется. Например студентами или учащимися техникумов.
vvzvlad
18.10.2024 13:23Ну очевидно же, что если школьник начнет рассказывать про свой проект вечного двигателя в университете, никакой защиты не получится. Ну потому что нечего обсуждать, какие бы не были аргументы у школьника.
Максимум ему можно обьяснить, почему это работать не будет, и то один раз: после того, как он начнет по второму кругу убеждать в своей идее, ему скажут "мальчик, иди отсюда".
videoelektronic
18.10.2024 13:23Советую вам прочесть про различные режимы течения газов. https://vacuumpro.ru/osnovy/rezhimy-techeniya-gaza Тогда вы узнаете, чем отличается ламинарный режим течения газа от молекулярного, и поймёте, что молекулярный режим течения газа - это чисто математическая статистика распределения концентрации молекул газа в объёме, когда молекулы 99% и более только лишь со стенками сосуда взаимодействуют. Соответственно, ваши поршни будут лишь толкать молекулы, но не сжимать газ.
sim31r
18.10.2024 13:23Толкание молекул и есть сжимание газа. Если молекула одиночная летала по поршню и стукалась 1 раз в секунду о стенки это одно давление. После сжатия поршня начала стукаться о стенки 1000 раз в секунду это другое давление. Резкого перехода в от одной модели к другой нет.
Даже по вашей ссылки читаем, газ точно так же течет из области высокого давления в область низкого давления, даже лучше, ниже вязкость газа, соответственно поршень будет точно так же работать:
Молекулярное течение характеризуется столкновениями молекул со стенками трубопровода, а не с другими молекулами газа. Скорости потока пропорциональны разности давлений на концах трубы, а также обратной величине квадратного корня молекулярной массы газа. Зависимость величины потока от вязкости начинает уменьшаться, потому что межмолекулярные столкновения становятся менее частыми. При значениях давления, достаточно низких для того, чтобы средняя длина свободного пути молекул была в несколько раз больше диаметра сосуда или канала, молекулы мигрируют по системе свободно и независимо друг от друга.videoelektronic
18.10.2024 13:23вы изобрели турбомолекулярный насос или более простой насос Рутса. В насосе Рутса поршни изменены до "гантелей", которые вращаются встречно с малым зазором. Очень большая скорость откачки достигается, но до давлений примерно 10 - 0,01 Па, дальше уже газ через зазоры успевает за время оборота "гантели" протечь назад.
sim31r
18.10.2024 13:23А если последовательно установить насосов Рутса 10 штук и более? Перепад давления будет небольшой на каждом насосе и каждая ступень будет понижать давление. По соотношению цена/качество может и не рационально будет, по сравнению с другими насосами. Но работать должно. То есть на с одной стороны 0.01 Па, с другой 0.005 Па. Условия работы намного более простые, чем при перепаде давления в 100 000 Па, когда перетекать обратно будет намного больше. В описании насосов указано что они работают без масла, значит можно достаточно чистый вакуум ими обеспечить, без загрязнения маслом.
GidraVydra
18.10.2024 13:23Во-первых никто не научился герметизировать плунжерные пары под вакуумом порядка 10-6 Па и ниже. Засим можно и кончить, но есть ещë проблемы.
Во-вторых, даже если вы обеспечите компрессию на ступени 100, что очень дофига для газовых сред, вам их понадобится 4-5 штук. С отдельным каскадом мнханизмов газораспределения, т.к. вы сами понимаете, что в столь разреженных средах никакие обратные клапана работать не будут.
В-третьих, перекачивать вакуум долго, о чем уже вам написали. И ждать выравнивания давления при перекачке из одной ступени в другую среды с давлением 10-8 Па вы будете...очень долго.
sim31r
18.10.2024 13:23На плунжерной паре будет мизерный перепад давления, если каждая ступень понижает давление в 10 раз, то с одной стороны у нас давление 10-5 Па с другой стороны 10-6 Па, утечка будет небольшая, так как перепад давления маленький.
Ждать выравнивания давления как-раз придется меньше, так как у каждой ступени достаточно высокий КПД, то есть каждый поршень достаточно много захватывает по объему и мало возвращает назад и работает почти в холостом режиме.GidraVydra
18.10.2024 13:23Вам же уже объяснили, что в ситуациях, когда длина свободного пробега частицы сопоставима или превышает размеры камеры, среда теряет присущие газу текучие свойства из-за отсутствия усреднения импульса)
У вас вместо среды, подчиняющейся уравнениям газодинамики - отдельные частицы, двигающиеся согласно законам Ньютоновской механики, с ~упругими соударениями о стенки камеры. И надо ждать, пока почти все они доотражаются до того, чтобы пролететь через проходное сечение клапана. Там, кстати, начинаются уже такие приколы, что можно создавать даже некоторую разность давлений статически, за счет камер хитрой формы, по типу бутылочной мухоловки.
По поводу разницы давлений на цилиндре: вы хотите делать каскад из double action плунжерных пар? А как вы их приводить будете, вы шатун же не сможете туда вставить, да и в целом любой механический привод исключается, т.к. требует герметизации с атмосферой. Электромагнитно? Можно, конечно, но бюджетностью и простотой тут уже и не пахнет. Заодно можете попрощаться с механическим ГРМ, по той же причине. Соленоидные клапана, причем большого проходного сечения, чтобы не так сильно замедлять перераспределение частиц. В таком виде оно, скорее всего, даже как-то заработает, но очень дорого и с низкой производительностью.
sim31r
18.10.2024 13:23Даже при наличии 1 молекулы ее вполне можно откачать механическим насосом с поршнем. Рано или поздно она попадет в поршень, после уменьшения объема почти до нуля и открытия клапана молекула перелетит в другую камеру, так будет часто переотражаться от стенок небольшой камеры и рано или поздно перелетит в большую камеру. Может и обратный процесс пройти, но вероятность этого в тысячи раз ниже. То есть если у нас есть поршневой насос и 2 камеры в которых летает 1 молекула, она с вероятностью в 1000 раз большей будет на стороне высокого давления. Что соответствует поведению обычного газа. Тут можно нарисовать анимацию и собрать статистику по вероятности процесса.
В обычном газе где 10^19 молекул в одном сантиметре кубическом таких проблем нет, и при снижении давления в 10 000 раз остается 10^15 молекул, что по сути тот же газ. Это далеко от модели с одиночными молекулами, а то что они между собой не сталкиваются не имеет особого значения, все равно статистически будут попадать в клапаны и поршни.
Ну или можно другой эксперимент мысленно провести, берем емкость с газом 1 литр и помещаем в космосе в вакуум, выпуская газ через шланг диаметром 1 мм. При снижении давления до 1 Па откачка газа практически прекратится получается. То есть перепад давления столь малый, что ждать снижения давления можно уже весьма длительное время. Чтобы ускорить процесс нужен шланг сечением 10*10 мм в 100 раз больше, а лучше еще больше.По конструкции насоса механический привод нужно поместить в вакууме, поршень не должен быть в атмосфере, кроме самого первого, остальные работают в емкостях где предыдущая ступень уже создала разряжение. Это в тысячи раз снижает требование к герметичности подвижных соединений. Электромотор можно поместить в вакуум, а можно магнитную муфту сделать как в магнитной мешалке. Соленоидные клапаны это не те что держат мегапаскали, там усилия в доли грамма, это могут быть кусочки фольги, а электромагнит это 1 виток проводка толщиной 0.1 мм. Ну или механическое управление через коленвал как поршни автомобиля. Но тоже механизм из кусочков материала толщиной с фольгу, перепад давление небольшой.
В общем тема для эксперимента есть. Вроде всё просто кроме прибора для измерения столь низкого давления.MetromDouble
18.10.2024 13:23Просто реализуйте идею. Посмотрите сами результаты. Толку спрашивать советы у других людей, если вы уже решили, что ваша идея хорошая
sim31r
18.10.2024 13:23У метода свои плюсы и минусы. Такого что вот идея вообще нерабочая не выявлено. А эффективность работы на давлениях ниже 1 Па в домашних условиях не проверить или нужно погружаться в тонкости измерения низкого давления, что сложнее самого насоса может быть
http://book.sarov.ru/wp-content/uploads/2020/11/IHISM-12-2013-20.pdf
Kotofay
18.10.2024 13:23поршень не должен быть в атмосфере, кроме самого первого, остальные работают в емкостях где предыдущая ступень уже создала разряжение.
Это уже не вакуумный насос а бутылка Клейна с лентой Мёбиуса.
sim31r
18.10.2024 13:23Компрессор холодильника именно так и устроен, мотор на стороне низкого давления установлен. Последовательно их соединить можно и посмотреть что получится.
GidraVydra
18.10.2024 13:23Даже при наличии 1 молекулы ее вполне можно откачать механическим насосом с поршнем. Рано или поздно...
Так и пишите в паспорте в графе "производительность" - рано или поздно откачает)
В обычном газе где 10^19 молекул в одном сантиметре кубическом таких проблем нет, и при снижении давления в 10 000 раз остается 10^15 молекул, что по сути тот же газ.
Если вы снизите давление в 10 000 раз от атмосферного - вы получите всего-то 10 Па. Такое давление можно получить поршневым насосом, да, но его намного проще получить одноступенчатым китайским пластинчато-роторным насосом за 100 евро, зачем вы изобретаете велосипед? Речь про остаточные давления турбомолекулярного или пародиффузионного насосов, а это ещё на 7-9 порядков ниже.
По конструкции насоса механический привод нужно поместить в вакууме, поршень не должен быть в атмосфере, кроме самого первого, остальные работают в емкостях где предыдущая ступень уже создала разряжение. Это в тысячи раз снижает требование к герметичности подвижных соединений. Электромотор можно поместить в вакуум, а можно магнитную муфту сделать как в магнитной мешалке.
Привод целиком поместить в вакуум? Ну, в теории можно, на практике советую посмотреть на кривые Пашена. И с механическим приводом вы даже компрессию 10 никогда в жизни не получите на обе стороны. Я бы сказал, что внешний магнитный привод и то проще будет.
Соленоидные клапаны это не те что держат мегапаскали, там усилия в доли грамма, это могут быть кусочки фольги, а электромагнит это 1 виток проводка толщиной 0.1 мм.
Вы почему-то думаете, что единственной вашей проблемой будут силы и моментальные прочностные характеристики. За это как раз не переживайте, пока вы не пытаетесь делать большие объемы и сечения, большие силы вам не грозят. Основной вашей проблемой будет (электро)механическая сложность и большое число число движущихся, в том числе знакопеременно, деталей.
Понимаете, проблема не в принципиальной схеме, как-то работать ваша конструкция будет. Проблема в том, что она в итоге максимально далека от:
Зато в домашних условиях такой насос из 10 или даже 20 простых однотипных ступеней вполне реально изготовить. На порядки проще чем турбину на 80 000 об/мин. И производительность будет высокой, так как перепад давлений на каждой ступени небольшой, каждая ступень достаточно быстро выйдет в рабочий режим создав максимально возможный конструктивно перепад давлений.
по сравнению даже с турбомолекулярным насосом, не говоря уже о пародиффузионном.
sim31r
18.10.2024 13:23Приводы холодильников, кондиционеров как-раз и помещены в область разряжения создаваемого самим насосом и проблем в этом нет. Как и циркуляционные водяные насосы с мокрым ротором. Проблемой может стать охлаждение при низком давлении, нужно теплоотводы заранее продумывать.
GidraVydra
18.10.2024 13:23Блин. В области разрежения компрессоров холодильников и кондиционеров вакуум в лучшем случае 3-5 кПа, а в бытовых не менее 10 кПа. В циркуляционных насосах вообще вакуума нет, жидкость не может разрежаться. А при давлениях порядка 10-6 - 10-8 Па даже трение происходит по-другому, потому что газы, внезапно, тоже смазывают.
Kotofay
18.10.2024 13:23И каждая последующая ступень будет работать во всё более облегченном режиме, так как не нужно продавливать давление сравнимое с атмосферным, механические нагрузки становятся исчезающе малыми.
Это верно если вокруг вакуум. Если у вас с обратной стороны поршня атмосфера, то в определённый момент силы не хватит продвинуть поршень вниз.
GidraVydra
18.10.2024 13:23Силы-то хватит всегда, т.к. она не превышает силу, вызванную ∆p = 1 атм. Если уж компрессорам сжатия хватает силушки продавить поршень против давления в несколько тысяч атм, то продавить одну атмосферу вообще нисколько не проблема. Вы не за силу беспокойтесь...
sim31r
18.10.2024 13:23Если поместить ступень в вакуум созданной предыдущей ступенью, то и будет вакуум. Это не сложно. То есть вся механика работает в боксе где создано разряжение предыдущей ступенью и создает разряжение для последующей.
Alexlexandr
18.10.2024 13:23В Ю.Корее мне тоже пришлось почти все типы перечисленного оборудования эксплуатировать и модернизировать, ремонтировать огромные диффузионные масляные насосы.
Вакуум у нас был на порядки более высокий чем на орбите МКС. Мой вакуум начинался с 10Е-6 Па, а когда из за выбивания ионами металлов воды из полиимидной пленки, падал до 10Е-4 Па, работа магнетрона нарушалась и приходилось включать титановый геттерный насос ( по сути , тот же магнетрон) и было видно как поток возбужденной плазмы воды розовым языком начинал тянуться к геттеру, но круче всего показал себя «Поликолд», холодильник , размером с обычный домашний холодильник, с витком медной трубки в вакуумной камере , который запускал теплоноситель охлажденный до -210 С и на трубку начинали намораживаться молекулы воды. Конечно не было даже инея, вода то не миллилитрами витала, в носилась по камере в молекулярном виде, но вакуум сразу же начинал расти к «нормальным» значениям.
Вот только спиральных насосов форвакуумных не было, а все остальные присутствовали. Как правило в три ступени и только турбина обеспечивала вакумирование в одну ступень.
На Ebay можно было за 800 баксов взять турбину б/у. Что удивительно недорого. Но ее состояние обещалось как рабочее.
А еще приходилось много работать с гелевым течеискстелем, искать малейшие протечки в камере после сварки. Иногда по много раз переваривали вводные трубки. Когда комната заполнялась следами гелия, устраивали перерыв :))
У нас камеры были большие, примерно на 0,6 м3 и метров на 5 кубических, и магнетроны огромные для них мы создавали, большой мощности, в импульсе 1 МВт у меня бы, 1000 А при 1000Вольт.
Магнетрон был так спроектирован, что сам свой анод разрушал, и этот анод ионами перетекал на катод и осажался на полиимидной пленке, из которой потом печатные платы травили гибкие, и шлейфы и так далее.
В большой камере мы прозрачные стекла напыляли , многослойные нанопокрытия, которые почти могли полностью блокировать ИК излучение.
А в «маленькой» занимались высокоскоростным вакуумным магнетронным напылением толстого слоя меди на полиимидные пленки. Из которых потом травили гибкие печатные платы и шлейфы.
До этого материал для гибких печатных плат только японцы выпускали. И то , пылили они тонкий слой, а затем гальваникой достигали нужной толщины слоя. А любая гальваника, серьезный удар по экологии и корейцы двумя руками вцепились в идею нашего научного руководителя и денег не жалели.
Японцы корейцам продали свою машину для напыления , в нашу компанию за 15 или 30 млн.$ сейчас уже не помню точно. А вот ноу-хау себе оставили и пленки получались не стойкие к влаге и расслаивались с медью потом :) после испытаний в камере солевого тумана.
Мы эту машину переделывали как раз, ставили свои магнетроны туда, высокоскоростные.
Т.е. это по сути своей была огромная радиолампа вакуумная большого объема и специального назначения и в нее можно было десятки кг рулонов пленки загружать.
Опыт конечно необычный, интересный, я например видел, как электроны в магнитном поле магнетрона заносит на 0-образном треке, на поворотах, как болид на треке гоночном, по тому , что у него есть масса :) и жертвенный медный электрод ассиметрично съедается электронами в некоторых местах на поворотах.
GidraVydra
18.10.2024 13:23О, а вы, как специалист по напылению, не в курсе, случайно, как такие штуки делают: https://www.micruxfluidic.com/en/electrochemical-solutions/thin-film-electrochemical-sensors/interdigitated-electrodes-ide/
Наши PVD- шники сказали что у них лапки и они не могуть.
MetromDouble
18.10.2024 13:23Кмк, кроме маски там не PVD, а что-то вроде этого - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313571?af=R
Может быть можно при помощи PECVDGidraVydra
18.10.2024 13:23Жаль, CVD у нас проклято и не работает. И где-то в документации к этим электродам упоминался адгезионный слой, т.е. как я понимаю они не сразу на стекло сажают.
cck7777
18.10.2024 13:23в моих запасах не было специальных резиновых пропускные кольца (уж не знаю как их правильно звать)
Из каталога Legrand (Общий каталог 2018-19, с.422)
Moog_Prodigy
Очень круто, планировал создать подобную установку, даже пластинчатый насос купил, масло и вакуумную резину на прокладки. А дальше пока дело застопорилось: нельзя тут купить диффузионник за адекватную цену. Да тем более такого размера. Он может, и не сложней самогонного аппарата, но без доступа к TIG сварке имхо, соорудить его будет очень проблематично и не факт, что получится.
dio_eraclea Автор
Спасибо. Можно попробовать соорудить диффузионник из стекла. Но отнюдь не факт, что это будет проще.
GidraVydra
Это будет намного сложнее.