В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Общие методы конструирования вакуумных систем
Общие методы конструирования вакуумных систем - Вакуумные системы на основе диффузионного и ротационного насосов
В целом о вакууме и вакуумных системах - Особенности вакуумных систем
Оглавление
Общие методы конструирования вакуумных систем
Вакуумные системы на основе диффузионного и ротационного насосов
Вакуумные системы на основе турбомолекулярных насосов
Вакуумные системы на основе ионных насосов
Вакуумные системы на основе крионасосов
Автоматизированные системы управления вакуумными установками
Все страницы

 

Типичный пример сверхвысоковакуумной системы, откачиваемой диффузионным и ротационным насосами, представлен на рис. Штриховой линией обозначена та часть системы, которая допускает прогрев; к этой части системы относятся клапаны V1 V2 и V3. Клапаны V2 и V3 обычно делаются цельнометаллическими. Что касается клапана V1, то его проводимость должна быть достаточной для обеспечения максимальной производительности диффузионного насоса, следовательно, его проходной диаметр должен быть большим.

 

 Рис.7.3 Сверхвысоковакуумная система, откачиваемая диффузионным и ротационным насосами: 1— рабочая камера; 2 — газоанализатор; 3 — ионизационный вакуумметр; 4 — ловушка. о>.лаждаемая жидким азотом; 5 — отражатель масляных паров; 6 — диффузионный насос; 7 — вакуумметр Пирани; 8—цеолитовая ловушка, охлаждаемая жидким азотом; 9 — ротационный насос; V1 — V3 — клапаны.

Цельнометаллическая конструкция такого клапана, как уже отмечалось, оказывается довольно дорогой и сложной, поэтому обычно в качестве клапана Vi используются различного типа затворы с уплотнением из витона А, которые способны выдерживать нагрев в открытом положении до 250 °С. Если же систему необходимо прогревать до более высокой температуры, то в этом случае печь устанавливают над клапаном V1 (по уровню средней штриховой линии).

8 некоторых конструкциях использование клапана Vi не предусмотрено; в такие системы нельзя напускать атмосферный воздух до полного охлаждения диффузионного насоса. Диффузионные насосы, работающие на таких жидкостях, как полифе-ниловый эфир или масло на основе нафталина, нуждаются в отражателях паров, охлаждаемых водой, для уменьшения обратного переноса рабочей жидкости.

Кроме того, в сверхвысо-ковакуумных системах между диффузионным насосом и рабочей камерой помещается заливная ловушка, охлаждаемая жидким азотом, которая одновременно является крионасосом для паров воды и двуокиси углерода. В некоторых системах вместо такой ловушки используется криопанель, помещаемая перед охлаждаемым водой отражателем. Охлаждение такой криопанели осуществляется с помощью медного теплопровода, свободный конец которого помещается в сосуд Дьюара с жидким азотом.

Для предотвращения попадания масла из форвакуумного насоса в диффузионный следует устанавливать охлаждаемую жидким азотом цеолитовую ловушку.

Откачка должна проводиться по следующей схеме. Сначала система откачивается до давления ~ 10 Па форвакуумным насосом при открытом клапане V2 (все остальные клапаны закрыты). Это делается для предотвращения откачивания больших количеств газа через диффузионный насос, с тем чтобы не происходил возможный вынос рабочей жидкости из диффузионного насоса вместе с откачиваемым газом. Затем клапан V2 закрывается, открывается клапан V1 и включается нагрев диффузионного насоса. После установления рабочего режима диффузионного насоса открывается затвор V1, и система откачивается до давления 10-5 Па.

Затем включается печь, и вся система в течение нескольких часов выдерживается при максимально допустимой температуре. Затем печь выключается, система охлаждается, а ловушка диффузионного насоса заполняется жидким азотом. На этой стадии для улучшения вакуума возможен дальнейший отжиг той части системы, в которую не входит ловушка, причем желательно, чтобы нагрев осуществлялся до более высоких температур. Для систем, откачив аемых диффузионным и ротационным насосами, весьма важным является наличие противоаварийных устройств на случай обесточи-вания системы, прорыва атмосферного воздуха, прекращения подачи воды и др.

Для этих целей обычно используют быстродействующие электромагнитные клапаны V1, V2, V4 и V3 При аварийном отключении электропитания клапаны V1, V2 и V3 закрываются, a V4 открывается. Все насосы, клапаны, печи и другие агрегаты системы должны снабжаться аварийными выключателями, которые предотвращают их автоматическое включение при возобновлении подачи электроэнергии. Противоаварийное устройство на случай прекращения подачи воды или сжатого воздуха (если он используется для охлаждения) представляет собой термореле, установленное на корпусе насоса, которое отключает нагреватель насоса и закрывает затвор V1 при превышении предельной рабочей температуры насоса.

Нити накала ионизационных вакуумметров и газоанализаторов независимо от типа вакуумной системы должны быть защищены от возможного прорыва в систему атмосферного воздуха. Поэтому серийные вакуумметры и газоанализаторы обычно снабжены предохранительными устройствами, отключающими питание нити накала при повышении давления выше предельно допустимого. На случай прорыва в систему атмосферного воздуха необходимо предусмотреть аварийное перекрытие затвора V1 для предотвращения попадания воздуха в горячий диффузионный насос.

В форвакуумную линию системы, представленной на рис. 7.3, включен вакуумметр Пирани, который используется не только для измерения форвакуума, но и для аварийного управления затвором V1 при резком повышении давления. Кроме того, этот вакуумметр полезен для определения давления, при котором можно включать ионизационный вакуумметр. Ионизационный вакуумметр и газоанализатор перед их включением должны быть также обезгажены согласно инструкции.

В заключение необходимо сказать несколько слов о ловушке, охлаждаемой жидким азотом. Попадание воздуха в систему приводит к конденсации на холодной поверхности ловушки паров воды и двуокиси углерода. Если же в систему прорвется атмосферный воздух, то в ловушке может образоваться жидкий кислород, который при попадании в насос может привести к взрыву.
Поэтому в ловушке не должно быть жидкого азота при напуске в систему атмосферного воздуха (запланированном или аварийном). Затвор V1 может устанавливаться до этой ловушки, если он вместе с механизмом привода допускает нагрев до необходимых температур. Такое расположение затвора позволяет решить проблему аварийного попадания в ловушку атмосферного воздуха.

Поскольку откачивающая система, состоящая из диффузионного и ротационного насосов, обладает высокой производительностью, она наиболее часто используется в различных вакуумных установках по напылению металлов, где обычно имеют место повышенные газовые нагрузки.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 123 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru