В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Магниторазрядные насосы
Разное - Применение вакуумной техники
Оглавление
Магниторазрядные насосы
Страница 2
Страница 3
Страница 4
Все страницы

 

При включении насоса при давлении запуска напряжение на электродах около 400 В, а ток разряда определяется величиной тока ко­роткого замыкания источника питания. Максимальная энергия положительных ионов, бомбардирующих катод, не может превышать 400 эВ. Этой энергии недостаточно для эффективного распыления титана. Поэтому в изо­лированном откачиваемом сосуде в период старта насо­са давление газа понижается довольно медленно. В это время напряжение на электродах остается практически постоянным. При давлении в насосе 10~2—Ю-1 Па изме­няется характер разряда. Происходящее при этом рез­кое изменение разрядного тока и напряжения на элект­родах свидетельствует об окончании периода старта (на рисунке обозначено пунктирной линией), который завер­шается быстрым переходом в область высокого вакуума. В дальнейшем ток уменьшается пропорционально дав­лению, напряжение на электродах и быстрота действия достигают номинальных значений.

 

После пробного включения насос подготавливается к дальнейшей его эксплуатации: производится контроль герметичности фланцевых соединений и прогрев насоса с целью обезгаживания вместе со всей высоковакуумной частью установки. В насосах типа НОРД имеется огненный нагреватель, позволяющий производить нагрев насоса бе^ снятия магнитной системы. Тем не менее пер­вый прогреб лучше производить внешними нагревателя­ми, предварительно сняв магнитную систему. Рекомен­дуемая длительность первого прогрева 15—20 ч при температуре 350—450°С.

 

Прогрев должен производить­ся при разрежении 0,1 — 1 Па, создаваемом средствами предварительной откачки. С мо­мента выключения внешнего нагревателя не обязательно ждать полного остывания насоса. Если предваритель­ная откачка производится механическими насосами с масляным уплотнением, це­лесообразно перекрыть ли­нию предварительной откач­ки при температуре корпуса насоса 80—100°С. После ох­лаждения корпуса насоса до безопасной для работы температуры ставят магнит­ную систему, присоединяют шланги подачи и слива воды. Сразу после их 'присоедине­ния подают воду в линию охлаждения насоса. Это поз­воляет быстрее охладить на­

 

 

сос, в результате чего понизится давление в насосе, а также сохранит от разрушения в результате нагрева дюритовые шланги системы охлаждения. В момент пу­ска расход воды должен быть минимальным. В послед­нюю очередь присоединяют кабели от блоков питания и включают насос.

 

Длительность старта магниторазрядных насосов за­висит от степени чистоты внутренних поверхностей отка­чиваемого сосуда и насоса, а также от степени предва­рительного разрежения. Неохлаждаемый магниторазряд-ный насос может запускаться с давлений более 10 Па (0,1 мм рт. ст.), но в таком случае длительность старта может превышать 3 ч. На рис. 4-24 приведена зависи­мость длительности старта от давления запуска для на­соса НЭМ-300 (сплошная линия). Аналогичны зависи­мости для всех неохлаждаемых насосов. Для охлаждае­мых насосов эта зависимость показана пунктирной ли­нией.

 

Наибольшее рабочее давление новых охлаждае­мых магниторазрядных насосов составляет 1•1O-1 Па (7•1O-4 мм рт. ст.). По мере увеличения общей нара­ботки эта граница смещается до 2-10-2 Па


и ниже при суммарной на­работке, равной десяткам и сотням тысяч часов.Достигаемое с помощью магниторазрядных насосов предельное остаточное давление зависит от предыстории насоса, суммарной наработки, режимов работы и рода откачиваемого газа.

 

На предельное остаточное давление, так же каж и на длительность старта, сильное влияние оказывает загрязнение насоса углеводородами. Напри­мер, создание предварительного разрежения с помощью механических насосов с масляным уплотнением повы­шает предельное остаточное давление в 5—10 раз.

 

В последующем паспортное значение предельного оста­точного давления может быть достигнуто после десяти-, двадцатичасового прогрева насоса при откачке его цео-литовым насосом. Насос хорошо обезгаживается и вос­станавливается и при прогреве его с откачкой механиче­ским насосом с защитной ловушкой. Но в этом случае необходимо разобщить с помощью прогреваемого клапа­на высоковакуумную часть установки и линию предва­рительной откачки до того, как насос успеет полностью остыть. Как было показано, оптимальная температура, при которой следует закрыть клапан, 100°С. Если пере­крыть клапаны при большей температуре, появляется вероятность нарушения герметичности клапана в паре седло — заслонка. Если перекрыть клапан при меньшей температуре, то насос успеет загрязниться парами мас­ла и не произойдет необходимого его восстановления.

С течением времени происходит самовосстановление насоса в результате разложения тяжелых углеводоро­дов в разряде с последующей откачкой образующихся легких углеводородов. Но процесс этот длительный.

 

Наиболее характерным отказом магниторазрядных насосов является электрический пробой разрядного про­межутка. Пробой возникает на различного рода остриях или отслоившейся пленке титана, вблизи которых напря­женность электрического поля намного больше. Неболь­шие острия, первоначально не приводящие к пробою, растут в процессе работы насоса. Небольшие острия можно «выжечь» пропусканием тока. Проще всего это сделать с помощью универсальной пробойной установки (УПУ), не снимая насос с установки. Для этого снима­ют с насоса магнитную систему, напускают в насос атмосферный воздух и присоединяют УПУ аналогично присоединению мегаомметра при измерении сопротивле­ния утечки. При плавном увеличении напряжения до 4—5 кВ происходит пробой разрядного промежутка по острию.

 

Если их было несколько, то каждый следующий пробой будет происходить при большем напряжении. Увеличивать напряжение выше 4,8—5,0 кВ нельзя, так как при этом напряжении и атмосферном давлении дол­жен происходить пробой нормальной разрядной ячейки. Проверка осуществляется той же пробойной установкой. Если при напряжении 4,8—5,0 кВ в течение 1—2 мин не происходит пробоя, можно считать, что разрядный блок исправен. Когда подобная операция не дает эффек­та, насос подлежит разборке.

Частота появления пробоев определяется про­должительностью и режимом работы насоса. При рабо­те насоса в области давлений 10-3—10-2 Па  образующаяся на аноде пленка имеет матовый коричневый цвет и рыхлую структуру. Пробой по такой пленке может быть устранен легким постуки­ванием по корпусу выключенного насоса, в результате Чего пленка осыпается на дно насоса и пробой устраня­ется.

 

При работе насоса в области давлений 10-4 Па (10-6 мм рт. ст.) и ниже пленка образуется более проч­ная и плотная и имеет металлический блеск. В процес­се длительной, более 1000 ч, непрерывной работы на аноде возникает довольно толстая пленка. Напуск атмо­сферного воздуха в такой насос влечет за собой отслаи­вание пленки. При последующем включении насоса воз­никает пробой, для устранения которого требуется раз­борка насоса.

 

Электрические пробои возникают реже, если насос работает во всем диапазоне рабочих давлений с перио­дическим напуском атмосферного воздуха в насос. Для обеспечения безотказной работы насоса в этих условиях рекомендуются периодическая разборка и чистка насоса через каждые 5—7 тыс. ч работы, т. е. 1 раз в год. Если насос работает в постоянном режиме, рекомендуемая периодичность разборки и чистки насоса через каждые 1—2 тыс. ч работы, т. е. 3—4 раза в год.

 

В процессе эксплуатации магниторазрядных насосов иногда возникают легкие потрескивания, характерные признаки пробоя электродных блоков. Причиной может быть не только пробой между электродами, но и пробой высоковольтных вводов. Внешние признаки этих двух


видов пробоя одинаковы. Отличие в слабом нагреве ввода в последнем случае. Причина пробоев и последую­щего короткого замыкания в высоковольтных разъе­мах— плохо запаянные провода, когда отдельные жилы многожильного провода или экранирующей оплетки отделяются от общей массы и образуют острия над по­верхностью припоя. Напряженность электрического поля на остриях может превзойти допустимую величину, и тогда произойдет пробой. В результате может быть прожжена изолирующая фторопластовая втулка и произойдет короткое замыкание. Короткое замыкание в насосе не приводит к выходу из строя блока питания, так как ток ограничивается схемой источника питания. Такой вид отказа возникает при частой разборке и отъединении насоса и недостаточной аккуратности об­служивающего персонала.

 

Разбирая и собирая насос, в особенности электродные блоки, необходимо пользоваться только исправным ин­струментом. Нанесение инструментом глубоких царапин и заусениц может привести к пробою разрядного проме­жутка при включении насоса. В ходе разборки и сборки необходимо обращать внимание на состояние изоляторов и по мере необходимости производить их очистку.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 98 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru