Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Ва куумна те хніка англ vacuum engineering технічні системи та елементи для одержання і підтримування вакууму прикладна

Вакуумна техніка

Вакуумна техніка

Ва́куумна те́хніка (англ. vacuum engineering) — технічні системи та елементи для одержання і підтримування вакууму, прикладна наука про них, техніка здійснення вакуумних вимірювань, а також розроблення, конструювання і застосування вакуумних пристроїв.

image
Вакуумне устаткування у лабораторії кампусу Жуссьє (фр. Jussieu) Університету імені П'єра і Марії Кюрі (Париж)

Історія розвитку вакуумної техніки

Попередником вакуум-насосу вважається всмоктувальний насос, який був відомий ще римлянам. Подвійна дія всмоктувального насосу була винайдена в Помпеях. Арабський інженер Аль-Жазарі також описав всмоктувальний насос в 13-му столітті. Він зазначав, що його модель була збільшеною версією сифону, який візантійці використовували для вивантаження грецького вогню. Повторно всмоктувальний насос було сконструйовано в Європі в 15-му столітті.

Початком наукового етапу у розвитку вакуумної техніки можна вважати 1643 р., коли Торрічеллі вперше виміряв атмосферний тиск. Близько 1650 року Отто фон Геріке (Otto von Guericke) винаходить механічний поршневий насос з водяним ущільнювачем. Вивчалася поведінка різних систем і живих організмів у вакуумі.

Нарешті, у 80-х роках XIX ст. людство зробило крок в технологічний етап створення вакуумних приладів і техніки. Це було пов'язано з винаходом ртутно-поршневого насоса в 1862 році і потребою в вакуумуванні з боку народжуваної електролампової промисловості. Починають винаходитися такі вакуум-насоси: обертальний (Геде, 1905), кріосорбційний (Дж. Дьюар, 1906), молекулярний (Геде, 1912), дифузний (Геде, 1913); манометри: компресійний (Г. Мак-Леод, 1874), тепловий (М. Пірані, 1909), іонізаційний (О. Баклі, 1916).

Класифікація вакуум-насосів

Докладніше: Вакуумний насос

Вакуум-насоси класифікують як за типом вакууму, так і за будовою.

Класифікація насосів за параметрами

Область тисків, з якою має справу вакуумна техніка, охоплює діапазон від 105 до 10−12 Па. Ступінь вакууму характеризується коефіцієнтом Кнудсена, величина якого визначається відношенням середньої довжини вільного пробігу молекул газу до лінійного ефективного розміру вакуумного елемента. Ефективними розмірами можуть бути відстань між стінками вакуумної камери, діаметр вакуумного трубопроводу, відстань між електродами приладу.

Вакуум-насоси за характеристиками і, відповідно, за призначенням, поділяються на надвисоковакуумні, високовакуумні, середньовакуумні та низьковакуумні.

Класифікація насосів за конструктивною ознакою

image
Турбомолекулярний насос у розрізі

Залежно від принципу дії й конструктивних особливостей вакуумні насоси бувають механічні та фізико-хімічні.

  • Механічні:
    • поршневі (у тому числі ртутно-поршневі);
    • діафрагмові;
    • пластинчасто-роторні (в тому числі рідинно-кільцеві);
    • гвинтові;
    • конструкції Рутса;
    • золотникові;
    • спіральні тощо.
  • Фізико-хімічні:
    • магніторозрядні;
    • струменеві;
    • сорбційні;
    • кріогенні тощо.

Вакуум-насос: застосування

Для отримання того чи іншого вакууму потрібні відповідні вакуум-насоси або їх комбінація. Вибір насосу визначається родом і кількістю газів, що пропускаються насосом, діапазоном робочих тисків насосу і його параметрами. Не існує такого вакуум-насосу, за допомогою якого можна було б забезпечити отримання вакууму у всьому діапазоні тисків з прийнятною ефективністю.

Поршневі вакуум-насоси

Поршневі вакуум-насоси широко застосовуються в хімічній промисловості в тих процесах, де потрібен тиск близько 5 — 100 мм рт. ст. Ці насоси надійні в роботі і прості в обслуговуванні та можуть відкачувати гази, що містять крапельну рідину.

Обертальні масляні вакуум-насоси

Обертальні масляні вакуум-насоси досить широко поширені в хімічній промисловості. Вони застосовуються в тих випадках, коли необхідно створити тиск порядку 0,5 — 0,001 мм рт. ст. Ці насоси можуть використовуватися і як форвакуумні і для відкачування великих об'ємів повітря від атмосферного тиску. Ці насоси можуть застосовуватися і в таких хімічних процесах, як сушіння, дистиляція та ін. У цьому випадку насос має спеціальний газобаластний пристрій. Обертальні масляні вакуум-насоси вимагають більш ретельного догляду і не допускають попадання води, водорозчинних кислот і лугів в робочу камеру насоса.

Пластинчасто-роторні вакуум-насоси

Обертальні вакуум-насоси з ковзними пластинами застосовуються в основному для видалення основної маси повітря або газу з виробничих ємностей великих об'ємів, а також для створення централізованих систем попереднього розрідження на підприємствах хімічної промисловості. Обертальні вакуум-насоси з рідинним поршнем широко поширені в хімічній промисловості. Ці насоси відрізняються простотою будови і обслуговування, довговічністю, можуть застосовуватися у всіх процесах хімічної технології, де потрібен тиск порядку 25-600 мм рт. ст. Вони незамінні в разі стиснення газів, що не допускають контакту з мастилом та займаються при низькій температурі або легкому іскроутворенні і для інших спеціальних умов.

Пароежекторні вакуум-насоси

В основному використовуються в тих хімічних виробництвах, де необхідний тиск порядку 1-100 мм рт. ст. Насоси цього типу все більше застосовуються в хімічній промисловості. Відмінною особливістю цих насосів є те, що в них немає рухомих частин і основним робочим механізмом є струмінь пари.

Дифузійні вакуум-насоси

Робочим механізмом в них є струмінь пари ртуті або масла. Застосовуються ці вакуум-насоси в основному в лабораторній практиці для отримання тиску порядку 2x10−6 — 3x10−7 мм рт. ст. Також вони можуть працювати при тиску попереднього вакууму порядку 1 мм рт. ст.

Іонні вакуум-насоси

Розроблені та застосовуються так звані іонні насоси. Вони відрізняються тим, що для своєї роботи не вимагають використання робочої рідини. Ці насоси застосовуються тільки при дослідних роботах і дозволяють створювати тиск порядку 1x10−6 — 3x10−8 мм рт.ст.

Вакуумні камери

image
Вакуумна камера для деаерації каучуків і смол
Докладніше: Вакуумна камера

Вакуумна камера (англ. vacuum chamber) — елемент вакуумної системи, в якому створюється вакуум, необхідний для забезпечення перебігу різних технологічних процесів.

За областю використання вакуумні камери бувають:

  • вакуумні камери великого об'єму, але з низьким вакуумом широко використовуються для вакуумного сушіння матеріалів, зокрема, деревини, деаерації сировини тощо.
  • вакуумні камери, що використовуються при випробуваннях космічних апаратів.
  • вакуумні камери для експериментів по , отриманню антиматерії й інші, де частки не повинні взаємодіяти із сторонньою речовиною;
  • вакуумна камера прискорювача заряджених частинок (для того, щоб пучок часток не розсіювався, необхідний високий вакуум).

Вакуумметри

image
Мановакууметр
Докладніше: Вакуумметр

Прилади для вимірювання тиску газу нижче від атмосферного називаються вакуумметрами (англ. vacuum gauge).

Конструктивно вакуумметри складаються з двох елементів: манометричного перетворювача тиску і вимірювального блоку. За принципом дії вакуумметри можна звести до таких класів:

  • деформаційні, що використовують як чутливий елемент сильфон, мембрану, трубку Бурдона тощо, в яких деформація чутливого елемента є мірою тиску;
  • рідинні (гідростатичні), такі, що безпосередньо вимірюють тиск (U-подібні вакуумметри та їх модифікації);
  • компресійні, дія яких базується на законах ізотермічного стиснення ідеального газу (вакуумметр Мак-Леода);
  • теплові вакуумметри, що використовують залежність теплопровідності газу від тиску (вони розділяються на термопарні і вакуумметри опору);
  • іонізаційні, в яких для перетворення та формування сигналу використовується іонізація газу, які, у свою чергу, поділяють на:
    • електророзрядні, принцип дії яких базується на залежності параметрів електричного розряду в розрідженому газі від тиску;
    • електронні іонізаційні, іонізація газів в яких здійснюється потоком електронів, що прискорюються електричним полем;
    • магнітно-іонізаційні, дія яких базується на залежності іонного струму електричного розряду в магнітному полі від вимірюваного тиску;
    • радіоізотопні, дія яких базується на іонізації газу радіоактивним джерелом і залежності іонного струму електричного розряду від вимірюваного тиску.

Див. також

Примітки

  1. ДСТУ 2758-94 Вакуумна техніка. Терміни та визначення.

Джерела

  • Бех І. І. Основи фізики вакууму та вакуумної техніки. Методи отримання високого й надвисокого вакууму [Текст]: навч. посіб. / І. І. Бех та ін. ; Київський національний ун-т ім. Тараса Шевченка. — К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2001. — 105 с. — ISBN 966-594-261
  • Гірка І. О., Кононенко С. І., Юнаков М. М. . — Х., 2009. — 53 с.
  • Лобода В. Б. Фізичні основи вакуумної техніки: навч. посіб. / В. Б. Лобода. — Суми: ВТД «Університетська книга», 2011. — Ч. 1. — 253 с. —
  • Лобода В. Б. Фізичні основи вакуумної техніки: навч. посіб. / В. Б. Лобода. — Суми: ВТД «Університетська книга», 2012. — Ч. 2. — 295 с. —
  • Техніка створення вакууму : навч. посіб. / Р. М. Шеремета ; М-во освіти і науки, молоді та спорту України, Нац. ун-т "Львів. політехніка". – Л. : Вид-во Львів. політехніки, 2012. – 188 с. : іл. – Бібліогр.: с. 171-172 (28 назв). –
  • (рос.)Пипко А. И., Плисковский В. Я., Пенченко Е. А. Конструирование и расчет вакуумных систем. — М.: Высшая школа, 1979. — 504 с.
  • (рос.)Розанов Л. Н. Вакуумная техника. — М.: Высшая школа, 1990. — 320 с. — ISBN 5-06-00479-1
  • (рос.)Фролов Е. С., Русак Ф. А. и др. Вакуумные системы и их элементы. — М.: Машиностроение, 1968. — 192 с.
  • (рос.)Королев Б. И. и др. Основы вакуумной техники. — М.: Наука, 1975. — 463 с.
  • (рос.)Данилин Б. С. Минайчев В. Е. Основы конструирования вакуумных систем. — М.: Энергия, 1971. — 304 с.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Va kuumna te hnika angl vacuum engineering tehnichni sistemi ta elementi dlya oderzhannya i pidtrimuvannya vakuumu prikladna nauka pro nih tehnika zdijsnennya vakuumnih vimiryuvan a takozh rozroblennya konstruyuvannya i zastosuvannya vakuumnih pristroyiv Vakuumne ustatkuvannya u laboratoriyi kampusu Zhussye fr Jussieu Universitetu imeni P yera i Mariyi Kyuri Parizh Istoriya rozvitku vakuumnoyi tehnikiPoperednikom vakuum nasosu vvazhayetsya vsmoktuvalnij nasos yakij buv vidomij she rimlyanam Podvijna diya vsmoktuvalnogo nasosu bula vinajdena v Pompeyah Arabskij inzhener Al Zhazari takozh opisav vsmoktuvalnij nasos v 13 mu stolitti Vin zaznachav sho jogo model bula zbilshenoyu versiyeyu sifonu yakij vizantijci vikoristovuvali dlya vivantazhennya greckogo vognyu Povtorno vsmoktuvalnij nasos bulo skonstrujovano v Yevropi v 15 mu stolitti Pochatkom naukovogo etapu u rozvitku vakuumnoyi tehniki mozhna vvazhati 1643 r koli Torrichelli vpershe vimiryav atmosfernij tisk Blizko 1650 roku Otto fon Gerike Otto von Guericke vinahodit mehanichnij porshnevij nasos z vodyanim ushilnyuvachem Vivchalasya povedinka riznih sistem i zhivih organizmiv u vakuumi Nareshti u 80 h rokah XIX st lyudstvo zrobilo krok v tehnologichnij etap stvorennya vakuumnih priladiv i tehniki Ce bulo pov yazano z vinahodom rtutno porshnevogo nasosa v 1862 roci i potreboyu v vakuumuvanni z boku narodzhuvanoyi elektrolampovoyi promislovosti Pochinayut vinahoditisya taki vakuum nasosi obertalnij Gede 1905 kriosorbcijnij Dzh Dyuar 1906 molekulyarnij Gede 1912 difuznij Gede 1913 manometri kompresijnij G Mak Leod 1874 teplovij M Pirani 1909 ionizacijnij O Bakli 1916 Klasifikaciya vakuum nasosivDokladnishe Vakuumnij nasos Vakuum nasosi klasifikuyut yak za tipom vakuumu tak i za budovoyu Klasifikaciya nasosiv za parametrami Oblast tiskiv z yakoyu maye spravu vakuumna tehnika ohoplyuye diapazon vid 105 do 10 12 Pa Stupin vakuumu harakterizuyetsya koeficiyentom Knudsena velichina yakogo viznachayetsya vidnoshennyam serednoyi dovzhini vilnogo probigu molekul gazu do linijnogo efektivnogo rozmiru vakuumnogo elementa Efektivnimi rozmirami mozhut buti vidstan mizh stinkami vakuumnoyi kameri diametr vakuumnogo truboprovodu vidstan mizh elektrodami priladu Vakuum nasosi za harakteristikami i vidpovidno za priznachennyam podilyayutsya na nadvisokovakuumni visokovakuumni serednovakuumni ta nizkovakuumni Klasifikaciya nasosiv za konstruktivnoyu oznakoyu Turbomolekulyarnij nasos u rozrizi Zalezhno vid principu diyi j konstruktivnih osoblivostej vakuumni nasosi buvayut mehanichni ta fiziko himichni Mehanichni porshnevi u tomu chisli rtutno porshnevi diafragmovi plastinchasto rotorni v tomu chisli ridinno kilcevi gvintovi konstrukciyi Rutsa zolotnikovi spiralni tosho Fiziko himichni magnitorozryadni strumenevi sorbcijni kriogenni tosho Vakuum nasos zastosuvannyaDlya otrimannya togo chi inshogo vakuumu potribni vidpovidni vakuum nasosi abo yih kombinaciya Vibir nasosu viznachayetsya rodom i kilkistyu gaziv sho propuskayutsya nasosom diapazonom robochih tiskiv nasosu i jogo parametrami Ne isnuye takogo vakuum nasosu za dopomogoyu yakogo mozhna bulo b zabezpechiti otrimannya vakuumu u vsomu diapazoni tiskiv z prijnyatnoyu efektivnistyu Porshnevi vakuum nasosi Porshnevi vakuum nasosi shiroko zastosovuyutsya v himichnij promislovosti v tih procesah de potriben tisk blizko 5 100 mm rt st Ci nasosi nadijni v roboti i prosti v obslugovuvanni ta mozhut vidkachuvati gazi sho mistyat krapelnu ridinu Obertalni maslyani vakuum nasosi Obertalni maslyani vakuum nasosi dosit shiroko poshireni v himichnij promislovosti Voni zastosovuyutsya v tih vipadkah koli neobhidno stvoriti tisk poryadku 0 5 0 001 mm rt st Ci nasosi mozhut vikoristovuvatisya i yak forvakuumni i dlya vidkachuvannya velikih ob yemiv povitrya vid atmosfernogo tisku Ci nasosi mozhut zastosovuvatisya i v takih himichnih procesah yak sushinnya distilyaciya ta in U comu vipadku nasos maye specialnij gazobalastnij pristrij Obertalni maslyani vakuum nasosi vimagayut bilsh retelnogo doglyadu i ne dopuskayut popadannya vodi vodorozchinnih kislot i lugiv v robochu kameru nasosa Plastinchasto rotorni vakuum nasosi Obertalni vakuum nasosi z kovznimi plastinami zastosovuyutsya v osnovnomu dlya vidalennya osnovnoyi masi povitrya abo gazu z virobnichih yemnostej velikih ob yemiv a takozh dlya stvorennya centralizovanih sistem poperednogo rozridzhennya na pidpriyemstvah himichnoyi promislovosti Obertalni vakuum nasosi z ridinnim porshnem shiroko poshireni v himichnij promislovosti Ci nasosi vidriznyayutsya prostotoyu budovi i obslugovuvannya dovgovichnistyu mozhut zastosovuvatisya u vsih procesah himichnoyi tehnologiyi de potriben tisk poryadku 25 600 mm rt st Voni nezaminni v razi stisnennya gaziv sho ne dopuskayut kontaktu z mastilom ta zajmayutsya pri nizkij temperaturi abo legkomu iskroutvorenni i dlya inshih specialnih umov Paroezhektorni vakuum nasosi V osnovnomu vikoristovuyutsya v tih himichnih virobnictvah de neobhidnij tisk poryadku 1 100 mm rt st Nasosi cogo tipu vse bilshe zastosovuyutsya v himichnij promislovosti Vidminnoyu osoblivistyu cih nasosiv ye te sho v nih nemaye ruhomih chastin i osnovnim robochim mehanizmom ye strumin pari Difuzijni vakuum nasosi Robochim mehanizmom v nih ye strumin pari rtuti abo masla Zastosovuyutsya ci vakuum nasosi v osnovnomu v laboratornij praktici dlya otrimannya tisku poryadku 2x10 6 3x10 7 mm rt st Takozh voni mozhut pracyuvati pri tisku poperednogo vakuumu poryadku 1 mm rt st Ionni vakuum nasosi Rozrobleni ta zastosovuyutsya tak zvani ionni nasosi Voni vidriznyayutsya tim sho dlya svoyeyi roboti ne vimagayut vikoristannya robochoyi ridini Ci nasosi zastosovuyutsya tilki pri doslidnih robotah i dozvolyayut stvoryuvati tisk poryadku 1x10 6 3x10 8 mm rt st Vakuumni kameriVakuumna kamera dlya deaeraciyi kauchukiv i smol Dokladnishe Vakuumna kamera Vakuumna kamera angl vacuum chamber element vakuumnoyi sistemi v yakomu stvoryuyetsya vakuum neobhidnij dlya zabezpechennya perebigu riznih tehnologichnih procesiv Za oblastyu vikoristannya vakuumni kameri buvayut vakuumni kameri velikogo ob yemu ale z nizkim vakuumom shiroko vikoristovuyutsya dlya vakuumnogo sushinnya materialiv zokrema derevini deaeraciyi sirovini tosho vakuumni kameri sho vikoristovuyutsya pri viprobuvannyah kosmichnih aparativ vakuumni kameri dlya eksperimentiv po otrimannyu antimateriyi j inshi de chastki ne povinni vzayemodiyati iz storonnoyu rechovinoyu vakuumna kamera priskoryuvacha zaryadzhenih chastinok dlya togo shob puchok chastok ne rozsiyuvavsya neobhidnij visokij vakuum VakuummetriManovakuumetr Dokladnishe Vakuummetr Priladi dlya vimiryuvannya tisku gazu nizhche vid atmosfernogo nazivayutsya vakuummetrami angl vacuum gauge Konstruktivno vakuummetri skladayutsya z dvoh elementiv manometrichnogo peretvoryuvacha tisku i vimiryuvalnogo bloku Za principom diyi vakuummetri mozhna zvesti do takih klasiv deformacijni sho vikoristovuyut yak chutlivij element silfon membranu trubku Burdona tosho v yakih deformaciya chutlivogo elementa ye miroyu tisku ridinni gidrostatichni taki sho bezposeredno vimiryuyut tisk U podibni vakuummetri ta yih modifikaciyi kompresijni diya yakih bazuyetsya na zakonah izotermichnogo stisnennya idealnogo gazu vakuummetr Mak Leoda teplovi vakuummetri sho vikoristovuyut zalezhnist teploprovidnosti gazu vid tisku voni rozdilyayutsya na termoparni i vakuummetri oporu ionizacijni v yakih dlya peretvorennya ta formuvannya signalu vikoristovuyetsya ionizaciya gazu yaki u svoyu chergu podilyayut na elektrorozryadni princip diyi yakih bazuyetsya na zalezhnosti parametriv elektrichnogo rozryadu v rozridzhenomu gazi vid tisku elektronni ionizacijni ionizaciya gaziv v yakih zdijsnyuyetsya potokom elektroniv sho priskoryuyutsya elektrichnim polem magnitno ionizacijni diya yakih bazuyetsya na zalezhnosti ionnogo strumu elektrichnogo rozryadu v magnitnomu poli vid vimiryuvanogo tisku radioizotopni diya yakih bazuyetsya na ionizaciyi gazu radioaktivnim dzherelom i zalezhnosti ionnogo strumu elektrichnogo rozryadu vid vimiryuvanogo tisku Div takozhVakuum aparat Vakuum nasosna stanciyaPrimitkiDSTU 2758 94 Vakuumna tehnika Termini ta viznachennya DzherelaBeh I I Osnovi fiziki vakuumu ta vakuumnoyi tehniki Metodi otrimannya visokogo j nadvisokogo vakuumu Tekst navch posib I I Beh ta in Kiyivskij nacionalnij un t im Tarasa Shevchenka K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet 2001 105 s ISBN 966 594 261 Girka I O Kononenko S I Yunakov M M H 2009 53 s Loboda V B Fizichni osnovi vakuumnoyi tehniki navch posib V B Loboda Sumi VTD Universitetska kniga 2011 Ch 1 253 s ISBN 978 966 680 566 2 Loboda V B Fizichni osnovi vakuumnoyi tehniki navch posib V B Loboda Sumi VTD Universitetska kniga 2012 Ch 2 295 s ISBN 978 966 680 629 4 Tehnika stvorennya vakuumu navch posib R M Sheremeta M vo osviti i nauki molodi ta sportu Ukrayini Nac un t Lviv politehnika L Vid vo Lviv politehniki 2012 188 s il Bibliogr s 171 172 28 nazv ISBN 978 617 607 243 0 ros Pipko A I Pliskovskij V Ya Penchenko E A Konstruirovanie i raschet vakuumnyh sistem M Vysshaya shkola 1979 504 s ros Rozanov L N Vakuumnaya tehnika M Vysshaya shkola 1990 320 s ISBN 5 06 00479 1 ros Frolov E S Rusak F A i dr Vakuumnye sistemy i ih elementy M Mashinostroenie 1968 192 s ros Korolev B I i dr Osnovy vakuumnoj tehniki M Nauka 1975 463 s ros Danilin B S Minajchev V E Osnovy konstruirovaniya vakuumnyh sistem M Energiya 1971 304 s

Дата публікації:
Топ