Získávání nízkých tlaků • vytvořit dostatečně nízký tlak • udržet nízký tlak po dostatečně dlouhou dobu Vývěva - zařízení snižující tlak plynu v uzavřeném objemu. Typy vyvěv 1. Vývěvy s transportem molekul z čerpaného prostoru 2. Vývěvy bez transportu molekul z čerpaného prostoru Vývevy s transportem molekul z čerpaného prostoru • Mechanické vývevy • Vývevy s periodicky se měnícím pracovním prostorem • Pístové vývěvy Rotační olejové vývěvy • Membránové vývěvy • Scroll vývěvy • Vývěvy s neproměnným pracovním prostorem • Rootsovy vývěvy • Molekulární vývěvy • Turbomolekulární vývěvy • Paroproudové vývěvy • Vodní vývěvy • Ejektorové a difúzni vývěvy Vývěvy založené na tepelné rychlosti molekul, nebo ionizaci molekul □ &> Vývevy bez transportu molekul z čerpaného prostoru • Kryosorpční vývevy • Getrové vývevy • Iontové vývevy • Sublimační vývevy • Zeolitové vývevy Charakteristické parametry vývěv 1. Výstupní tlak vývěvy 2. Mezní tlak vývěvy 3. Čerpací rychlost vývěvy 4- jestli používá nějakou pracovní kapalinu 5. provozní podmínky - vibrace, teplota, hluk, ... 1 .Oe+03 1.0e+02 \r 1.0e+01 \r _ l.Oe+00 L~ -Q r E, I £ 1.0e-01 U 3 [ 2 L °~ 1.0e-02 L- 1.0e-03 k 1.0e-04 b 1.0e-05 '--------------'--------------'--------------'--------------'--------------'--------------'--------------'-------——J O 10 20 30 40 50 60 70 80 time [min] čerpaní aparatury (koule průměr 75 cm) rotační + turbomolekulární vývěva ľlJMPS PUMPS - 1916 ,Jiquid_^----------diffusion- piston ' 1916 |-*McLcod*f*------(node ionization O b -|Gaede rotary Hg pump 1905 J^Gacdc molecular-drag pump 1912 Shenvood diffuston pump 1918 1900 1920 1940 DATE = = Vývevy s transportem molekul plynu Mechanické vývevy Vývevy s periodicky se měnícím pracovním prostorem Pístové vývěvy Tyto vývěvy pracují na základě Boyle-Mariottova zákona, při zvětšení objemu se sníží tlak. Proces zaplňování, proces vytlačování plynu □ g - = □ S1 ~ = ■g-OQ.O- Fig. 5 The double-piston pump of Hawksbee (1704). Fig. 6 A commercial double-piston pump from about 1850. □ g ~ = l^^o Toplerova a Sprenglerova vývěva b) K- vttup 11 «í □ rS - = -E -f)<\o —vy*\up h ^vitup □ s1 - = ~ -o^C" Pb - původní tlak plynu v recipientu,!/ - velikost čerpaného objemu, v - objem komory vývěvy Pi(V + v) = pbV V Pl = v po n cyklech Ví = TT—Vb V + v pn = KnPb , K = V + v teoreticky n —>■ oo => p —>■ 0 Prakticky existuje mezní tlak po > 0 (zpětné proudění plynu, škodlivý prostor v') □ g - = Čerpací rychlost Konstrukční čerpací rychlost o dV ( i\ n v\ Sk = —vr = n(v - v ) = nv(l-----) cit v n je počet zdvihů za ls, v je objem pracovní komory, v' je škodlivý prostor n je limitováno dobou naplnění komory □ s - Teoretická čerpací rychlost 1+ = pSk = npv(l ■ Zpětný proud, pv výstupní tlak /_ = ßnpvv' v v / = /+-/_ = nv(l -)p 1 ßPvVV (1 - vi)p □ g - = Uvážíme-li, že^l-^ftíl sT = - = sk(i - ßv-^: p vp mezní tlak po = ß'^Pv => => St = Sk(l - ^) p Pro p > po => St = Sk Pro p —>■ po => St —>■ 0 □ g - = Snížení mezního tlaku • zmenšení v' (vhodnou konstrukcí) zmenšení ß (např. zaplněním v' olejem) • snížení výstupního tlaku pv (předčerpání) V olejových vývevách k po přispívá i tenze par oleje Po = Po + PP Skutečná čerpací rychlost Komora se nenaplní na tlak čerpaného prostoru (vakuový odpor spojů), proto je skutečná čerpací rychlost menší než teoretická čerpací rychlost Se = ß St ß' = f(Pin) < 1 - koeficient naplnění Moderní pístové vývěvy • mezní tlak 0.1-0.05 mbar (podle počtu stupňů) • tlak na výstupu - atmosférický suchá výveva bez pracovní kapaliny • 1-3 stupňové provedení