+7 (812) 294-43-84
 

Агрегаты

ООО "Вакуумные и криогенные системы" ("ВАКРИC")

Сверхвысоковакуумные агрегаты с крионасосами

           ООО "Вакуумные и криогенные системы" ("ВАКРИС") разработал и изготавливает несколько различных модификаций сверхвысоковакуумных агрегатов, содержащих криогенные заливные насосы, охлаждаемые жидким, твердым азотом, либо жидким гелием, а также угловые клапаны с металлическим уплотнителем, сверхвысоковакуумные установки и камеры различного назначения.

Назначение и область применения

            С помощью разработанных агрегатов могут быть решены многие задачи  получения и длительного автономного поддержания  сверхчистого полностью безмасляного вакуума в диапазоне рабочих давлении от 105 до  10-11 Па в камерах вместимостью от 10-3 до 102 м3. Наиболее эффективно использование созданных агрегатов в вакуумных установках широкого назначения, в системах приборов для научных исследовании, а именно для откачки установок по анализу поверхности твердых тел, установок молекулярно-пучковой эпитаксии, ионной литографии, различных масс-спектрометров, установок по выращиванию монокристаллов, сверхчистых материалов, промышленному созданию электронных и полупроводниковых материалов, для откачки плазмо-химических установок, камер ускорителей заряженных частиц, имитаторов космического пространства, установок термоядерного синтеза и других.

 Достоинства агрегатов

1.Высокая удельная быстрота действия.

2.Широкий диапазон рабочих давлении.

3.Малый удельный расход криоагентов.

4. Почти полная автономность работы.

5.Простота и высокая экономичность обслуживания.

6.Полное отсутствие движущихся частей, вибраций, магнитных и электрических полей, высокого напряжения.

7.Полная независимость от сетей электро-, водо-, пневмоснабжения.

8.Отсутствие необходимости регенерации нагревом.

9.Сверхчистый безуглеводородный спектр остаточных газов.

10.Низкая удельная металлоемкость.

11.Высокая надежность работы, обеспечивающая работоспособность агрегатов в течение не менее 10 лет.

 

Модификации агрегатов

      Агрегаты с сорбционными крионасосами, охлаждаемыми жидким азотом

     Предназначены, главным образом, для создания предварительного безмасляного вакуума в диапазоне давлений 105 - 10-1 Па, либо 102 - 10-5 Па.

     Конструктивные особенности 

    Агрегаты содержат криогенный заливной сорбционный насос, охлаждаемый жидким азотом, угловые клапаны Ду 16, Ду 40, Ду 63 и Ду 100 с металлическим уплотнителем, аварийный клапан, датчики давления с пределами измерений 105-10-1 и 10-1-10-8Па.  Крионасос содержит сорбирующий элемент, охлаждающий его сосуд для жидкого азота, корпус, охватывающий с зазором сорбирующий элемент с сосудом, промежуточный экран, располагаемый в указанном зазоре. Сорбирующий элемент состоит из теплопроводов, адсорбента в виде активного угля и пористого газопроницаемого экрана, надежно защищающего от пыли адсорбента откачиваемую камеру. На азотном сосуде в полости зазора расположена корзина с адсорбентом. Один раз в несколько лет полость зазора откачивается до давления 100 - 40 Па через клапан Ду 16 с металлическим уплотнителем. После заполнения сосуда жидким азотом в полости зазора образуется собственный охранный вакуум  с давлением не выше 10-4 Па, которое не зависит от входного давления. Сосуд с криоагентом дополнительно содержит достаточно  высокой проводимости встроенную оптически плотную трубку или тороидальную полость, которая может быть использована при необходимости как постоянно холодная ловушка паров масла форвакуумного механического насоса. Для этой цели один конец трубы через клапан может быть подключен к форвакуумному механическому насосу, а другой - через клапан к откачиваемой камере.  При необходимости этот узел может быть использован для безмасляной предварительной откачки камеры от давления 105 - 102 до давления 1Па и ниже.  Насосы разработаны трех модификаций: с подсоединительными фланцами Ду 40, Ду 63 и Ду 100 и могут работать как в положении входным патрубком вверх, так и вниз. В таблице приводятся их основные характеристики.

       Агрегаты с сорбционными крионасосами, охлаждаемыми твердым азотом 

Предназначены, главным образом, для откачки вакуумных напылительных установок, установок с магнетронным распылением, плазменных и плазмохимических установок с большой газовой нагрузкой (до 50 м3.Па/с) любых газов, кроме гелия, в том числе и химически активных, в широком диапазоне рабочих давлений (102 - 10-6 Па).   Агрегаты с криосорбционными насосами, охлаждаемыми твердым и жидким азотом, пока не имеют аналогов в мире.

       Конструктивные особенности 

       Агрегаты содержат криосорбционный насос, охлаждаемый твердым азотом, угловые клапаны Ду 16, Ду 40, Ду 63 и Ду 100 с металлическим уплотнением, аварийный клапан и датчики давления. Насос содержит сорбирующий элемент, конструктивно аналогичный элементу насосов предыдущей модификации, но охлаждаемый сосудом с твердым азотом, температура которого в рабочем режиме снижена до 50 ± 5 К путем откачки паров жидкого, затем затвердевшего азота. Наружная поверхность сорбирующего элемента и охлаждающего его сосуда с твердым азотом окружена экраном, охлаждаемым другим сосудом уже с жидким азотом при температуре 77,4 К. Внутри этого сосуда, также как и в предыдущей модификации расположена ловушка паров масла форвакуумного механического насоса. Расход азота из сосуда сорбирующего элемента примерно на порядок ниже, чем из сосуда, охлаждающего экран. Имеются разработки трех модификаций с подсоединительными фланцами сверху Ду 100, Ду 250 и Ду 400 с быстротой откачки 0,2 , 1,5 и 5 м3/с соответственно, основные характеристики которых сведены в таблицу.

       Агрегаты с конденсационно-сорбционными насосами, охлаждаемыми жидким гелием 

      Агрегаты состоят из конденсационно-сорбционного заливного насоса, охлаждаемого жидким гелием, сорбционного насоса, охлаждаемого жидким азотом для предварительной откачки рабочей камеры и полости гелиевого насоса при первоначальном его запуске, угловых клапанов Ду 16 и Ду 63 с металлическим уплотнением,  аварийного клапана, датчиков давлений с диапазоном измеряемых давлений 105 - 10-1 Па и 10-1 - 10-11  Па. Гелиевые заливные крионасосы являются единственными из существующих средств откачки, имеющих самые низкие предельные давления (ниже 10-11 Па). Они особенно эффективны для прецизионных научных исследовании, имеют самые высокие удельные быстроты откачки, откачивают все без исключения газы, в том числе в конденсационно-сорбционном режиме водород и гелий. Наиболее оптимальное их использование в диапазоне рабочих давлений 10-5 - 10-10 Па.

        Конструктивные особенности конденсационно-сорбционных насосов, охлаждаемых жидким гелием

        Насосы содержат сосуд, заполняемый  жидким гелием. Часть поверхности этого сосуда, обычно это днище или крышка, является откачивающей. Поверхность этого сосуда перекрыта экраном, охлаждаемым сосудом, заполненным жидким азотом. Часть этого экрана со стороны откачивающей поверхности выполнена в виде шевронного черненого экрана. Откачивающий элемент с экраном размещен в собственном корпусе, имеющем подсоеденительный фланец в верхней или нижней его части со стороны шевронного экрана. Поверхности узлов насоса, обращенные в вакуумный зазор, тщательно полированы и покрыты пленкой с очень низкой степенью черноты (до 2.10-3 - 6.10-4 при Т=4.2 К), благодаря чему, эти насосы имеют самую низкую удельную испаряемость криоагентов (менее 0,1 л/сут Не на каждые 1 м3/с быстроты откачки). Кроме традиционных конструкций гелиевых крионасосов с плоскопараллельным расположением шевронных экранов и откачивающих поверхностей, имеются разработки крионасосов с так называемой охватываемой зоной откачки, которые имеют коэффициенты захвата по Н2 и Не соответственно в 1,7 и 3,1 раза больше, чем у конструкций, выполненных по традиционной схеме и с таким же диаметром корпуса. Конструкции с охватываемой зоной откачки не имеют аналогов в мире. Наиболее эффективно использование гелиевых крионасосов с охватываемой зоной откачки в установках для выращивания монокристаллов тугоплавких металлов, в протонных ускорителях, установках термоядерного синтеза, имитаторах космоса. Имеются разработки  восьми модификаций с быстротой действия по азоту, водороду и гелию соответственно от 0,2 до 10 м3/с, от 0,5 до 30 м3/с и от 0,2 до 20 м3/с, пять из которых имеют подсоеденительные фланцы снизу, а три - сверху. Крионасосы выполнены из титана и алюминия и имеют самые низкие удельные весовые характеристики, лежащие в пределах от 30 до 6 кг на каждый  1 м3/с быстроты откачки. Основные характеристики насосов сведены в таблицу.

        Разработанные конструкции всех трех типов крионасосов, входящих в состав агрегатов, запатентованы в ряде стран мира.

       Все элементы агрегатов со стороны вакуумного объема имеют покрытия, нанесенные по специальной технологии, химически стойкие и снижающие ~ в 104 раз газовыделение, что дает возможность получать предельные давления агрегатов, указанные в таблице, без их прогрева.

 ЗАЛИВНЫЕ КРИОНАСОСЫ, ОХЛАЖДАЕМЫЕ ЖИДКИМИ И ТВЕРДЫМИ КРИОАГЕНТАМИ, СВЕРХВЫСОКОВАКУУМНЫХ  АГРЕГАТОВ 

 

 

Параметры крионасосов

Сорбционные насосы

Конденсационно-сорбционные насосы, охлаждаемые жидким гелием

охлаждаемые жидким N2

охлаждаемые твердым N2

с входным фланцем снизу

с входным фланцем сверху

1.

Ду входного фланца, мм

63

100

100

250

400

100

160

250

400

630

100

250

400

2.

Быстрота действия по  N2,          м3

0,06

0,25

0,20

1

5

0,2

0,5

2,5

5,0

10

0,5

2,0

4,0

3.

Предельное давление, Па

3.10-5

5.10-7

10-11

4.

Диапазон рабочих давлений,  Па

105 - 10-4

102 - 10-6

10-4 - 10-10

5.

 

 

Испаряемость

 

 

жидкого N2,

л/сут

 

1,1

 

2,4

 

2,5

 

8,0

 

20

 

1,2

 

4

 

7

 

14

 

20

 

5

 

8

 

16

твердого N2

л/сут

0,1

0,3

0,8

-

жидкого Не,

л/сут

                        -

0,05

0,07

0,2

0,5

1,0

0,08

0,3

0,6

6.

 Время пол-     ного испа-рения после однократной заливки

жидкого N2, час

65

100

95

75

80

65

65

72

75

80

65

70

75

твердого N2, сут

-

30

25

30

-

жидкого Не, мес

                        -

1

3

7.

Сорбционная емкость по Ar, N2 при Pp=10-3 Па, м3.Па

600

2.103

4.104

1.105

5.105

-

8.

Рабочая температура, К

77,4 ± 0,3

50 ± 5

4,2 - 1,5

9.

Температура регенерации, 0С

20 ± 10

10

Габариты, мм: высота

Диаметр корпуса

420

490

700

780

1000

450

800

700

700

900

800

700

700

180

350

300

480

800

160

250

400

650

800

300

480

650

11

Вес, кг

12

28

32

80

100

7

16

25

40

60

20

30

50

12

Цена на 2008г.

тысячи евро

5

9

11

15

36

8

12

15

22

28

 

14

18

26

Дополнительная информация о параметрах агрегатов, условиях работы, применимости, сроках изготовления и поставки, а также другая информация может быть получена по адресу:

ООО «Вакуумные и криогенные системы», 195256, г. Санкт-Петербург, пр. Науки, 29-78, раб. тел.: +7 (812) 294-43-84, факс: +7 (812) 535-36-42, моб. тел.: +7-921-759-2056, Е-mail: marxen@mail.ru

Сверхвысоковакуумные агрегаты с крионасосами крионасосы г. Санкт-Петербург
Rambler's Top100 © 2008 ООО Вакуумные и криогенные системы
Создание, разработка сайта - студия Мегагрупп.ру.