Vakuové tuky a tmely vakuové tuky se používají k mazání těsnění a zábrusových spojů; vakuové tmely slouží k výrobě nerozebiratelných spojů např. skleněný manometr a kovová příruba,... Druh materiálu UZltl max T [°C] Pp [Pa] při 25 °C maz L zabrus 30 10~5 - 10~7 maz M zabrus 30 10~3 - 10~5 maz N kohout 30 10~4 - 10~5 maz T zabrus 110 10~5 tmel Picein spoje 60 10~2 - 10~3 Při stavbě vakuové aparatury je důležité všechny díly vyčistit, odmastit a vyčištěných dílů se pak dotýkat pouze v rukavicích. Vakuová fyzika 1 1/31 Rozebíratelné spoje Nejčastější rozebíratelné vakuové spoje: • ISO-KF (NW) - vnitřní průměr v [mm]: 10, 16, 25, 40, 50 • ISO-K - vnitřní průměr v [mm]: 63, 80, 100, 160, 200, 250, ... • CF - vnitřní průměr v [mm]: 16, 25, 40, ... , 350 Spoje ISO-KF a ISO-K se typicky těsní pomocí elastomeru - gumové o-kroužky, příruby mohou být nerez, nebo dural. Spoje CF jsou těsněny pomocí měděného kroužku, nebo postříbřeného měděného kroužku, příruby jsou z nerezové oceli. ISO-KF firemní materiály firmy Pfeiffer Vakuová fyzika 1 3/31 ISO-K CF firemní materiály firmy Pfeiffer Vakuová fyzika 1 5/31 CF -f 70! 'S, ; iQ-3-0-4 1 1-6 1 ■ 6-9 Fig. 7.39 The Conflat seal (Varian). After Wheeler and Carlson (1962). A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Vakuová fyzika 1 6/31 Tepelné vlastnosti vakuových tesnení těsnění min. tep. [°C] max. tep. [°C] elastomer FKM -15 150 NBR -25 120 silikon -55 200 kov Cu -196 200 Cu + Ag -196 450 Vakuová fyzika 1 7/31 Mechanické vlastnosti různých materiálů .j: A-D-4 kh Material Cylinders End plates Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Hemispherical Dfh LJD Djh, Rfh2 Copper at 20°C 84 10 52 15 600 Copper at 500°C 58 8.5 — —■ — Nickel at 20°C 100 11 73 8 780 Nickel at 5O0°C 90 10.5 — — -, Aluminum 20°C 70 9 37 57 470 Aluminum 500°C 62 8.7 — — — Stainless steel 20°C 105 11.6 89 3 830 Stainless steel 500°C 89 10.5 — — — Glass (hard) 20°C 70 9 16 117 470 Neoprene 20°C 2.5 1.7 10 0.2 30 Teflon 20°C 12 3.8 14 9 —. PVC (Tygon) 3.7 2.1 — —■ — Perspex — — 30 —■ —- Mica — — 58 15 - A. Vakuová fyzika 1 Komora ve tvaru válce : D\ ~ D = 25 cm, T = 20 °C h[mm] hi[mm] (5[mm] Cu 3 5 0,33 Al 3,6 6,76 0,12 nerezová ocel 2,4 2,81 0,93 tvrdé sklo 3,6 15,6 0,13 teflon 20,8 17,9 1,88 Vakuové komory se nejčastěji vyrábí z nerezové oceli nebo duralu, v minulosti běžně ze skla. Vakuová fyzika 1 9/31 Vakuové ventily Dělení podle různých principů Podle funkčnosti • oddělovací • napouštěcí • zavzdušňovací • omezení čerpací rychlosti Ovládání • ruční • pneumatický • elektromagnetický Oblast použití • hrubé vakuum • HV vakuum • UHV, XHV vakuum Obr. 6.27. Ventil s talířkem přitlačovaným Obr. 6.28. Ventil těsněný vlnovcem šroubem 1 — rukojeť; 2 — těsnění; 3 — těsnicí kroužek; 4 - horní příruba; 5 - talířek; 6 — dolní příruba; 7 — těsnění talířku J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Vakuová fyzika 1 11 / 31 Obr. 6,32. Ventil pro nízké vakuum s membránovým těsněním (firma Leybold) Obr. 6.33. Řez ventilu s kuželovým čepem a membránovým těsněním pro ultravysoké vakuum J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Vakuová fyzika 1 12 / 31 Skleněné zábrusové kohouty - ve vakuové technice se už příliš nepoužívají. A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Vakuová fyzika 1 13 / 31 Různé principy ventilů. A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Vakuová fyzika 1 □ 14 / 31 Stainless steel Copper Shim \ dsfc manifold Driving shaft Fig. 7.65 Ultra-high vacuum valve. After Baker (1962). Celokovový ventil - dá se zahřát a odplynit při vyšší teplotě A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Vakuová fyzika 1 15 / 31 Monel Fig. 7.63 Closing systems of all-metal valves; (a) with flat silver ring (Bills and Allen, 1955); (b) with aluminum conical ring (Kienel and Lorenz, 1960); (c) with copper poppet (Parker and Mark, 1961). A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Jehlový ventil J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Vakuová fyzika 1 17 / 31 Deskový ventil F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003) Vakuová fyzika 1 18 / 31 • deskové ventily - při otevírání dif.tlak menší než ~ 30 hPa • ventily s kovovým těsněním - omezený počet cyklů • jehlové ventily - nedotahovat silou • zábrusové ventily - dobře namazat vakuovým tukem Většina ventilů, kromě zábrusových a celokovových a některých typů jehlových ventilů, používá gumová těsnění, to omezuje maximální teplotu při provozu a odplynení. Elektrické průchodky Vakuum v rozsahu tlaků 1 - 5000 Pa je velmi špatný elektrický izolant. Průchodky vybíráme podle: • napětí proudu frekvence Vakuová fyzika 1 20 / 31 b) lil 8 ô Obr. 6.47. Elektrické průchodky pro slabé proudy a) vodič z plášťového nebo platinovaného drátku zataveného ve skle, b) průtav skleněnou perličkou zatavenou do otvoru v kovové stěně J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Vakuová fyzika 1 21 / 31 Obr. 6.48. Silnoproudá průchodka skleněnou trubicí í — průtav;2 — sklo; 3 — kovářova čepička; 4 — pájka Obr. 6.49. Silnoproudá průchodka kovovou stěnou s keramickým izolátorem 1 — přívod; 2 — spoj kovu s keramikou; 3 — keramika; 4 — stěna vakuového systému J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Vakuová fyzika 1 □ S1 22 / 31 Přenos rotace do vakua Pomocí gumových o-kroužků (a) A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Vakuová fyzika 1 23 / 31 Ferro-kapaliny en. wi ki pedia.org/wi ki/ Ferrof I u id Vakuová fyzika 1 www. f e r rotec. co m 24 / 31 Rotace pomocí ferro kapaliny 1 - tělo rotační průchodky, 2 - pólový nástavec, 3 - magnet, 4 - ferro kapalina, 5 - hřídel uchycená v ložisku F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003) Vakuová fyzika 1 25 / 31 Schémata Vakuové značky norma DIN 28401 vývěva - obecný symbol membránová výveva turbomolekulární výveva difúzni výveva Rootsova vývěva Scroll vývěva Vakuová fyzika 1 26 / 31 rotační lopatková vývěva pístová výveva vodokružní výveva sublimační vývěva průtokoměr manometr Vakuová fyzika 1 27 / 31 rozebíratelný spoj flexibilní spoj vymrazovačka ix m vakuová komora ventil - obecný symbol deskový ventil □ - = ^ th A ventil ovládaný ručně pneumatický ventil elektromagnetický ventil Vakuová fyzika 1 29/31 Navazující přednášky Vakuová fyzika 2 - F6450 • Vázané plyny • Sorpčnívývěvy • kryogenní • zeolitové • sublimační • iontové • vypařované getry • nevypárované getry - N EG • Měření ve vakuové fyzice • měření proudu plynu • měření tenze par plynu • Konstrukční prvky vakuových zařízení - vhodné materiály, spoje, Vakuová fyzika 1 30 / 31 Praktikum z vakuové fyziky - F7541 1. Měření vodivosti vakuových spojů 2. Kalibrace Piraniho manometru 3. Graduace Peningova manometru 4. Měření parciálních tlaků 5. Měření čerpací rychlosti metodou konstantního tlaku 6. Naparování tenkých kovových vrstev 7. Kalibrace ionizačního manometru se žhavenou katodou 8. Čerpací efekt molekulového síta 9. Měření čerpací rychlosti turbomolekulární vývěvy 10. Seznámení s iontovou vývěvou □ t3