Диапазон рабочих давлений

Быстрота откачки в рабочем диапазоне S_н =

Предельное остаточное давление

Этот насос имеет наименьшую быстроту действия из подходящих, но даже в этом случае , и основное уравнение вакуумной техники

[ф-а 4.6, Л2]

можно записать так: , то есть, (при Т=293К для воздуха).

Тогда

Коэффициент использования насоса:

Задача № 2.

Сконструировать вакуумную систему для создания условий в рабочей камере с давлением равным Р= 10^–7 Па. Описать работу основных блоков системы. Предложить возможный тип ловушки. Описать работу насосов для получения заданного вакуума (низкий, высокий и сверхвысокий), указанного в Табл. 2. Привести характеристики трех насосов, которые следует использовать в вакуумной системе в соответствии с заданием (Табл. 3). Обосновать выбор манометров (позиции 3, 5, 9, 10, 11, 14, 15 Рис. 9.23), привести характеристики и оценить показания этих манометров во время стационарной работы вакуумной системы.

Вакуум Типы вакуумных насосов

низкий _____________ Пластинчато – статорные

высокий ____________ Гетероионные

сверхвысокий ________ Магниторазрядные

Для выбора сверхвысоковакуумного насоса оценим газовыделение стеной вакуумной камеры. Считаем, что камера изготовлена из конструкционной стали – удельное газовыделение после прогрева в вакууме до 450°С в течение 15-ти часов.

[ табл. 9.2,Л2]

Если камера имеет форму куба 0.1*0.1*0.1(м) , то площадь стенок F=0.06 м^2, тогда газовый диффузионный поток

Возьмём с запасом:

тогда необходима быстрота откачки объёма Sэф=Q/p [4.5,Л2]

Sэф1=10^-9/10^-7=0.01( м^3 /с)

Коэффициент использования насоса определим по графику на рис.9.25[9.25,Л2] при n=2 и

Sэф1=0.01 (м^3 /c)

Ku1=0.2 Тогда имеем . [9.66,Л2]

где Sн1- номинальная быстрота действия насоса

Ближайший по быстроте действия магниторазрядный насос- НМД-01 [П8,Л2] с характеристиками:

Номинальная быстрота действия_______0.11 (м^3/c)

Диапазон рабочих давлений___________2*10^-1….4*10^-7 (Па)

Предельное остаточное давление_____10^-8 Па

Наибольшее давление запуска_________1Па

Выберем насос для работы в области высокого вакуума.

Рабочее давление высоковакуумного насоса выберем по наибольшему давлению НМД с коэффициентом запаса j=2 .

Р₂ = Р / j Р₂ = 0.2/2=0.1 Па

В качестве высоковакуумного насоса выбираем серию геттерно-ионных насосов, имеющих предельное остаточное давление 7*10^-8 Па , с диапазоном быстроты действия от 0.8 до 10 (м^3/c)

Sэф2=Q/Р₂ = 10^-9/0.1=10^-8 (м^3/c)

Коэффициент использования насоса определим по графику на рис.9.25[9.25,Л2] при n=5 и

Sэф2=10^-8 (м^3 /c) Ku2=0.2

Тогда номинальная быстрота действия насоса равна:

Выбираем ближайший по быстроте действия насос ЭГИН-0,8 имеющий характеристики:

Номинальная быстрота действия_______0.8 (м^3/c) [П7,Л2]

Диапазон рабочих давлений___________3….4*10^-7 (Па)

Предельное остаточное давление_____7*10^-8 Па

Наибольшее давление запуска_________13Па

Выберем насос для работы в области низкого вакуума.

Рабочее давление механического насоса для работы в области среднего и низкого вакуума выберем, по наибольшему рабочему давлению высоко-вакуумного насоса с коэффициентом запаса j=2;

Р₃ = Р / j Р₃ = 3/2=1.5 Па

В качестве насоса для работы в области низкого вакуума выбираем серию Пластинчато-роторных насосов (условие модифицировано в связи с отсутствием данных для пластинчасо-статорных насосов) имеющих предельное остаточное давление от 0.01 до 5 Па, с диапазоном быстроты действия от 0.0001 до 0.0050 (м^3/c)

То есть механический насос должен обеспечить давление 1.5Па., для возможности включения в работу высоковакуумного насоса.

Sэф3=Q/Р₃ = 10^-9/1.5=6.7*10^-10 (м^3/c)

Коэффициент использования насоса определим по графику на рис.9.25[9.25,Л2] при n=5 и

Sэф3=6.7*10^-10 (м^3/c) Ku3=0.8

Тогда номинальная быстрота действия насоса равна:

Выбираем пластинчато-роторный насос типа 3ВНР-1Д с ловушкой, с предельным давлением 0.07 Па [П2,Л2]

Номинальная быстрота действия_______0.001 (м^3/c) [П7,Л2]

Диапазон рабочих давлений___________10^5….0.4 (Па)

Предельное остаточное давление_____0.07 Па

с азотной форвакуумной ловушкой типа ЛАФ.

Описание работы насосов.

Сначала производится откачка газа пластинчато-роторным насосом от атмосферного давления до давления 1.5 Па, при этом клапаны на других насосах закрыты. Получаем средний вакуум. Далее пластинчато-роторный насос отключается (клапан закрываем), и подключаем геттерно-ионный насос для создания высокого вакуума. Когда давление становится менее 0.1 Па (высокий вакуум), пластинчато-роторный насос отключаем (закрываем клапан) и включаем в работу магниторазрядный насос, с помощью которого достигаем сверхвысокого вакуума.

Описание вакуумной системы.

[стр.306-311,табл. П13,рис. 9.23 в Л2]