VÁKUUMTECHNIKAI LABORATÓRIUMI GYAKORLATOK

Az előadások a következő témára: "VÁKUUMTECHNIKAI LABORATÓRIUMI GYAKORLATOK"— Előadás másolata:

1 VÁKUUMTECHNIKAI LABORATÓRIUMI GYAKORLATOK
Bohátka Sándor és Langer Gábor 15. ÖNELLENÖRZŐ KÉRDÉSEK TÁMOP C-12/1/KONV projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő képzési és K+F feladatokra"

2 Diffúziós szivattyú alkatrészeinek megismerése és a szivattyú összeszerelése
Miért alkalmaznak barázdált fenéklemezt a diffúziós szivattyúkban? Hogyan befolyásolja a diffúziós szivattyú működési paramétereit a fúvókás (ejektoros) fokozat alkalmazása? Milyen módon csökkentik a diffúziós szivattyú olajának visszaáramlását a szívott vákuumtérbe? Milyen előnyökkel jár a diffúziós szivattyú házának öblösítése? Miért alkalmaznak olajcsapdát a diffúziós szivattyú elővákuum felöli oldalán? Milyen nyomástartományban működik a diffúziós szivattyú? Miért kell hűteni a diffúziós szivattyú külső falát? Mi történik ha a diffúziós szivattyú hűtése megszűnik? Milyen hátránnyal jár az olajcsapda alkalmazása a diffúziós szivattyú nagyvákuum felöli oldalán? Milyen hőmérsékleten működik leghatékonyabban a diffúziós szivattyú nagyvákuum felöli oldalán levő olajcsapda?

3 2. Pirani vákuummérő megismerése, beállítása, működtetése
Ismertesse a Pirani vákuummérő cső felépítését? Milyen a fűtött szál vastagsága a Pirani vákuummérő csőben? Mekkora az üzemi hőmérséklete a fűtött szálnak a Pirani vákuummérő csőben? Milyen fizikai folyamatok korlátozzák a Pirani vákuummérő használatát az alsó méréshatárban? Milyen mérési elrendezéssel valósítható meg a fűtött szál hővesztességének mérése a Pirani vákuummérő csőben? Hogyan lehet kiterjeszteni a Pirani vákuummérő felső méréshatárát? Milyen módon lehet kiterjeszteni a Pirani vákuummérő alsó méréshatárát? Milyen előnyökkel rendelkezik a szilárdtest Pirani mérőfej? Mi a különbség a Pirani és a termokeresztes vákuummérő között? Szükséges-e az újonnan vásárolt Pirani vákuummérőt hitelesíteni, ha hélium mérésére szeretnénk használni?

4 3. Diffúziós szivattyús nagyvákuum-rendszer működtetése
1. Mi a feltétele a diffúziós szivattyú működésének? 2. Mi a diffúziós szivattyú elővákuum-oldalán a kritikus nyomás? 3. Mi történik, ha a diffúziós szivattyú ürítő oldalán a nyomás meghaladja a kritikus értéket? 4. A diffúziós szivattyú szívótorkában mi a megengedett legnagyobb nyomás rövid ideig (~másodperc) és tartósan? 5. Mi történik, ha a diffúziós szivattyú szívótorkában a nyomás meghaladja a megengedett legnagyobb értéket? 6. Mi történik, ha a diffúziós szivattyú működése során megszűnik a szivattyúfal hűtése? 7. Mi a szívósebesség-mérés menete? 8. Mikor van már biztosan nagyvákuum egy diffúziós szivattyú szívott oldalán? 9. Mi a kerülőág szerepe a nagyvákuum-rendszeren? 10. A kerülőág használatakor mi biztosítja a kellő elővákuumot a diffúziós szivattyúnak? 11. Hogyan szívjuk le 5·10-2 mbar alá a recipienst a kerülőág használatával?

5 12. Hogyan szívjuk le a recipienst nagyvákuumra, a folyamat közben a kerülőágat is felhasználva?
13. Mikor kapcsolhatjuk be a vákuumkamrában levő ionizációs vákuummérőt (hogyan állapítjuk meg)? 14. Mi történik, ha a nagyvákuumra szívás és üzemszerű működés közben levegő tör be a diffúziós szivattyúval szívott vákuumkamrába? 15. Ha a Vákuumkamra 2.-ben van egy gázforrás, és a kamra leszívása a Vákuumkamra 1.-en keresztül történik, akkor mi az összefüggés a két kamra szívótorkában átáramló gázmennyiség-áramok között? 16. Mikor lehet kikapcsoltnak és végleg magára hagyhatónak tekinteni a diffúziós szivattyús nagyvákuum-rendszert? 17. Mi határozza meg döntően a kamra 1 bar-ról 0,1 mbar-ra történő leszívásának idejét? 18. Mi határozza meg döntően a kamra 10-2 mbar-ról 10-7 mbar-ra történő leszívásának idejét? 19. Mire következtetünk, és mit csinálunk, ha a kamrát hosszú idő után sem lehet 10-6 mbar-nál alacsonyabb nyomásra szívni? 20. Le kell-e állítanunk a diffúziós szivattyút, ha a gyakorlat vákuumrendszerének Vákuumkamra 2. terét fel akarjuk levegőzni, és utána újra nagyvákuumra szívni?

6 4. Forgólapátos szivattyú vízzel szennyezett olajának megtisztítása gázballaszt üzemmódban, ellenőrzése nyomásméréssel Mekkora az üzemi hőmérséklete egy forgólapátos szivattyúnak? Milyen problémát okoznak a forgólapátos szivattyú olajában kondenzálódott anyagok? Milyen körülmények között szükséges a gázballaszt használata? Hogyan változtatja meg a forgólapátos szivattyú működési paramétereit a gázballaszt alkalmazása? Átlagosan mennyi ideig kell nyitva tartani a gázballaszt szelepet? 5. Átvezetők, zsilipek, szelepek szerkezetének és működésének megismerése Sorolja fel a vákuumra való tömítés lehetséges módjait! Milyen anyagból készülhetnek fémtömítések? Szabad-e zsírozni a nem mozgó elemek gumitömítését? Milyen tömítést kell használni a vákuumrendszerben ha 300 º C hőmérsékleten szeretnénk kikályházni? Lehet-e a fémtömítéseket többször használni? Milyen lehetőségeket ismer mozgás bevitelére a vákuumtérbe? Mit takar a csatlakozó peremek esetén az ISO K és ISO F jelölés?

7 6.Turbómolekuláris szivattyúval szívott nagyvákuum-rendszer üzemeltetése
Miért kisebb a turbómolekuláris szivattyú kompressziója a kis molekulasúlyú gázokra? Mi a szerepe a kombinált turbómolekuláris szivattyúkban alkalmazott molekuláris szivattyú fokozatnak? Milyen előnyökkel jár a készenléti üzemmód használata a turbómolekuláris szivattyúknál? Milyen feltételek mellett indítható a turbómolekuláris szivattyú és elővákuum szivattyúja egyszerre? Használható-e turbómolekuláris szivattyú erős mágneses térben? Hogyan lehetséges kondenzálódó anyagok szivattyúzása turbómolekuláris szivattyúval? 7. Mi a feltétele a turbómolekuláris szivattyú bekapcsolásának? 8. A turbómolekuláris szivattyúval szívott rendszerben mi a feltétele az izzókatódos ionizációs vákuummérő bekapcsolásának? 9. Milyen műveleteket jelent a turbómolekuláris szivattyú kikapcsolása? 10. A turbómolekuláris szivattyú kikapcsolása után mi a teendőnk a szivattyúval és a vákuumkamrával?

8 7. Mérés kvadrupól tömegspektrométerrel (KTS)
Mit nevezünk maradékgáznak? 2. Mi határozza meg a maradékgáz összetételét? 3. Mivel mérjük a maradékgázokat? 4. Mit nevezünk tiszta vákuumnak? 5. Melyek a szerves gázok forrásai a vákuumrendszerekben? 6. Milyen fizikai mennyiség szerint különbözteti meg a tömegspektrométer a különböző anyagi minőségű molekulákat/atomokat? 7. Mit ábrázolunk a tömegspektrum vízszintes tengelyén és mit a függőleges tengelyén? 8. Mi az abszolút és mi a relatív tömegfelbontás? 9. Hogyan fejezhetjük ki a tömegspektrométer érzékenységét? 10. Mi a feladata a tömegspektrométer ionforrásának, és hogyan tesz annak eleget? 11. Mi a kvadrupól tömegspektrométer analizátorának mechanikai és elektromos felépítése? 12. Mi a kvadrupól tömegspektrométer működési mechanizmusa? 13. Milyen detektort használ a kvadrupól tömegspektrométer és mennyi a detektor erősítése? 14. Milyen hatások nehezítik a tömegspektrum kiértékelését? 15. Mik azok a leányionok és hogyan keletkeznek? 16. Milyen ionok látszanak a metán tömegspektrumában?

9 17. Hogyan változtatjuk a kvadrupól tömegspektrométer tömegfelbontását?
18. Mi az összefüggés a kvadrupól tömegspektrométer letapogatási sebessége, detektálási érzékenysége és a zajszűrő RC-tag időállandója között? 19. Milyen nyomáson lehet bekapcsolni a KTS elektronemisszióját (izzókatódját)? 20. Hogyan számoljuk ki a KTS-rel mérhető legkisebb parciális nyomást? 21. Hogyan számoljuk ki a KTS-rel mérhető legkisebb koncentrációt? 22. Egy gázminta vizsgálatakor mi befolyásolja alapvetően a mérhető legkisebb koncentrációt? 23. Egy kikályházatlan nagyvákuum-rendszer maradékgázainak mi az uralkodó komponense? 24. Mivel gyorsíthatjuk az (ultra)nagyvákuum-rendszer kigázosodását? 8. Lyukkeresés 1. Milyen eszközökkel tud lyukkeresést végezni vákuumrendszerben? 2. Mit tekinthetünk ideális lyukkereső gáznak és miért? 3. Mi a lyukkeresés burkolásos módszere és mi az előnye? 4. Mi a lyukkeresés ráfújásos módszere és mi az előnye? 5. Mi a lyukkeresés ellenáramú módszere és mi az előnye? 6. Mi a lyukkeresés vákuumkamrás módszere és mi az előnye?

10 7. Mi a lyukkeresés szippantásos módszere és mi az előnye?
8. Mi teszi lehetővé, hogy lyukkeresés lehetséges Pirani vákuummérővel? 9. Mi teszi lehetővé, hogy lyukkeresés lehetséges ionizációs vákuummérővel ? 10. Pirani vákuummérős lyukkeresésnél mit tapasztal, ha a lyukra Ar-t és mit, ha He-ot fújunk? 11. Ionizációs vákuummérős lyukkeresésnél mit tapasztal, ha a lyukra Ar-t és mit, ha He-ot fújunk? 12. Mikor előnyös lyukkeresésre a KTS használata a He-ra érzékenyített mágneses tömegspektrométerhez képest? 13. Hogyan hitelesítjük a lyukkeresés mérési eredményét? 14. Állítsa növekvő érzékenységi sorrendbe az ionizációs és Pirani vákuummérővel, valamint a tömegspektrométerrel végzett lyukkeresést! 15. Mi a szivárgás mértékegysége? 16. Mi a következménye a szippantásos lyukkeresési módszernél, ha zárt helyiségben jelentős keresőgáz kerül a levegőbe? 17. Mi a történik, ha gyorsan tapogatjuk le He-mal a vizsgált edényt? 9. Vákuumrendszer alkatrészeinek tisztítása mosással 1. Mivel mossuk le a felületi szennyezéseket? 2. Miért fontos a meleg vizes és az ionmentes vízzel történő öblítés?

11 10.Egy vákuumrendszer megtervezése és összeállítása megadott követelmények alapján, vákuumtechnikai gyártó cégek katalógusainak felhasználásával 1. Sorolja fel a száraz, olajmentes elővákuum szivattyúk leggyakrabban használt típusait? 2. Mit jelent a DN 25 ISO KF kifejezés a vákuumtechnikában? 3. Mit takar a DN 160 CF kifejezés a vákuumtechnikai alkalmazásokban? 4. Milyen tömítést kell használnunk 10-8 mbar –nál jobb vákuumtartományban? 5. Mi a szerepe az elkerülő elővákuum ágnak? 6. Hogyan számoljuk ki a vákuumszivattyúk gázszállítását? 7. Adja meg a nyomástartományt, ahol a turbómolekuláris szivattyú szívósebessége állandó!

12 11. Csigavonalas (scroll) szivattyú tisztítása
1. Milyen mozgást végez a csigavonalas szivattyú álló részében a mozgó rész? 2. Hol helyezkednek el a műanyag tömítések a csigavonalas szivattyúban? 3. Milyen gyakran kell cserélni a tömítéseket a csigavonalas szivattyúban folyamatos üzem mellett? 4.Sorolja fel a csigavonalas szivattyú hátrányait! 12. Nyomásmérés egy forgólapátos szivattyúval szívott cső két végén különböző gázbeömléseknél; az áramlás jellegének meghatározása és a cső vezetőképességének kiszámítása a mért nyomásokon 1. Adja meg a tartományt, amelyben a hővezetés közel lineárisan függ a nyomástól! 2. Mi történik a Pirani vákuummérő csővel ha olajgőzök kerülnek bele? 3. Mekkora a szabad úthossz 10-3 mbar nyomáson levegőben? 4. Jellemezze a lamináris áramlást! 5.Jellemezze a molekuláris áramlást! 6. Mi a Knudsen szám? 7. Hogyan definiáljuk a vezetőképességet a vákuumfizikában?

13 8. Mi a Reynolds szám? 9. Hogyan definiáljuk egy cső vezetőképességét? 10 Hogy adódnak össze a vezetőképességek soros kapcsolás esetén?