Scroll vývěva
Vakuová fyzika 1
1 / 43
materiály firmy Varian
Vakuová fyzika 1
2/43
Vakuová fyzika 1
3/43
Scroll vývěva
pracuje od atmosférického tlaku mezní tlak ~ 10° Pa
suchá výveva, bez oleje
varianta zcela bez oleje oddělená vlnovcem
využití zejména jako předčerpávací vývěva pro turbomolekulární
vývěvy
Vakuová fyzika 1
6/43
Řazení vývěv do serie
o)
V'501 )    fí={ V-501 )
7
r
M
f V'501 )
O
loi
Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Vývevy s neproměnným pracovním prostorem
U těchto typů vývěv získávají molekuly plynu dodatečnou složku rychlosti ke svému chaotickému pohybu ve směru čerpání. Předávaný impulz není důsledek stlačení předem odděleného plynu, většina těchto vývěv vyžaduje předčerpání na nižší tlak.
Rootsova výveva
Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Vakuová fyzika 1
10 / 43
1) Motor
2) Loose bearing
3) Intake connection
4) Roots piston
5) Labyrinth sea!
6) Gear
7) Overflow valve
8) Suction chamber
9) Oil level sight glass
10) Oil return
11) Sealing gas connection
12) Outlet port
13) Fixed bearing
5
6
9
C1 5-257
materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
12 / 43
materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
13 / 43
Rootsova vývěva
potřebuje předčerpat na tlak asi 102 Pa
mezní tlak ~ 10~3 Pa
počet otáček ~ 1000 min-1
suchá výveva, bez oleje
velká čerpací rychlost
mezera mezi rotory ~ 10_1 mm
vícestupňové provedení pracuje i od atmosférického tlaku(mezní tlak 10° Pa)
Vakuová fyzika 1
14 / 43
Claw (drapáková) vývěva
materiály firmy Edwards
Vakuová fyzika 1
15 / 43
materiály firmy Northey a Dynapums
Vakuová fyzika 1
16 / 43
Claw stages
Roots Stage
materiály firmy Vac Aero
Vakuová fyzika 1
□
17 / 43
Claw (drapáková) vývěva
pracuje od atmosférického tlaku
mezní tlak ~ 10_1 Pa
suchá výveva, bez oleje
vícestupňové provedení
velká čerpací rychlost
maximální čerpací rychlost při nižším tlaku
□ {3
Molekulární vývěva
Vakuová fyzika 1
□
19 / 43
při vyšších tlacích proudění vlivem viskozity plynu při nižších tlacích je konstantní kompresní poměr
K = — = ebu Pn
& je konstanta závislá na plynu, u je obvodová rychlost Teoretická čerpací rychlost
1
St = —ulh,
2
/-délka prac. komory, /z-šířka prac. komory
□ {3
u
Vakuová fyzika 1
21 / 43
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Vakuová fyzika 1
□ (3
22 / 43
990455
Obr. 4.32. Siegbahnova disková molekulární vývěva: 1 — spojka; 2 — spirálová mezera; 3 — rotující disk
J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
Vakuová fyzika 1
□ 3
23 / 43
Molekulární vývěva
potřebuje předčerpat na tlak asi 101 Pa mezní tlak ~ 10~4 Pa počet otáček ~ 10000 min-1 suchá vývěva, bez oleje
mezera mezi rotorem a tělem vývěvy ~ 10_1 m
Turbomolekulární vývěva
Vakuová fyzika 1
25 / 43
Vakuová fyzika 1
26 / 43
Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981
8044795523
Turbomolekulární vývěva
• potrebuje předčerpat nejčastěji membránovou, nebo rotační vývevou
• mezní tlak ~ 10~9 Pa
• počet otáček 24000 - 90000 min"1
• suchá výveva, bez oleje
• mezera mezi rotorem a statorem ~ 10° mm
Vakuová fyzika 1
□ rS1
-
30 / 43
Turbomolekulární vývěva
Keramická kuličková ložiska
Magnetická ložiska - mohou ovlivňovat citlivá měření Molekulární stupeň - větší výstupní tlak, předčerpání nejčastěji membránovou vývevou, bez molekulárního stupně nutný nižší tl výstupu, předčerpání nejčastěji rotační olejovou vývěvou
Čerpací rychlost turbomolekulární vývěvy
So = -Avsinacosa 2
G o = ~.Ava
Sk —
SqG
o
Av
S0 + G0    4(£ + 1)
= Sk = dfv A~ A "4(^ + 1)
kde df ~ 0,9; A = n(R2a - R2h)\ v = irf(Ra + Rb)
Vakuová fyzika 1
32 / 43
Kompresní poměr pro turbomolekulární vývěvy
Kq = exp
v
vagtsina
t - vzdálenost lopatek
g - korekční faktor, g e < 1, 3 >
v - střední obvodová rychlost lopatek
Vakuová fyzika 1
33 / 43
8
20
o
0
f
r
i-
0
10    20    30    40    50     60    70 80
90   100   110   120  130  140 150 Molecular weight M
Figure 2.19: Pumping speed as a function of molecular weight
materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
35 / 43
"D
cd cd cl c/5
Ol
C
Cl
E
Q_
Helium						----------------- -	..................-----------
..................1..................		.........—---I	----------	—.----------^			
N	itrogen						
							
							
							
							
							
							
							
				1	Hydroger	i \	
							
Inlet pressure
Figure 2.20: Pumping speed as a function of inlet pressure
materiály firmy Pfeiffer
Vakuová fyzika 1
36 / 43
Fig. 11.8 Three-stage rotor from a Pfeiffer TPT T     h,^   i i
Pennission from A. Pfeiffer V^^^^^^' with
F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003)
materiály firmy Pfeiffer
1
S = -bhvcosa
2
Vakuová fyzika 1
38 / 43
Vakuová fyzika 1
39 / 43
Vakuová fyzika 1
40 / 43
Vakuová fyzika 1
41 / 43
Vakuová fyzika 1
42 / 43
Doba nutná pro vyčerpání reaktoru pro nízké tlaky
(< 10"4 hPa)
QdesAtp S(p-Po)
mater.	oprac.	Qdes	[hPa2l(l h)	Q de s	[hPa'l(4 h) L scmz -i v /	Qdes	[hPail(10 h) L scmz -i v /
nerez	leštěná	2 x i(r8		4 x 1(T9		2 x i(r10	
nerez	pískovaná	3 x 1(T10		6,5 x 10-11		4 x KT11	
dural		6 x i(r8		1,	7 x 1CT8	1,	1 x 1CT8
sklo		4,	5 x 1CT9	1,	1 x 1(T9	5,	5 x 10-10
viton		1,	2 x 1(T6	3,	6 x 1(T7	2,	2 x 10-7
viton	zahřátí 4 h	1,	2 x 1(T9	3,3 x 1CT10		2,	5 x 10-10
Vakuová fyzika 1 43/43