2.4. Причины и виды натекания в вакуумной системе.

Препятствием для достижения и сохранения вакуума, особенно высокого, могут служить следующие причины:

1) неисправность датчика;

2) неисправность насоса, который при откачке системы не может обеспечить номинальное остаточное давление;

3) нормально работающий исправный насос, который не в состоянии откачать газы, попадающие в систему в результате газовыделения внутри системы (испарение попавших в систему летучих веществ, например воды; газовыделение при нагреве каких-либо веществ) или вследствие натекания воздуха из атмосферы через вакуумные неплотности, а также вследствие действия обоих факторов.

Причину натекания можно установить путем снятия графика натекания и сопоставления его с формой кривых, характерных для разных видов натекания. Такой подход облегчает последующий поиск конкретных мест натекания с целью их устранения. Возможны следующие варианты кривых натекания и объяснения их характера.

а) если в отключенной от насоса вакуумной системе давление не изменяется, и, следовательно, количество газа в ней не увеличивается (линия а на рис. 5.3), то причина невозможности достижения номинального вакуума заключается в неисправности насоса, в плохом качестве или недостаточном количестве рабочей жидкости.

6) если давление в системе после отключения ее от насоса сначала увеличивается, а затем, после достижения определенного значения, не изменяется (линия б на рис.5.3), то причиной низкого вакуума является газовыделение внутри системы;

в) если давление в отключенной системе непрерывно увеличивается примерно с постоянной скоростью (линия в на рис 5.3), то речь идёт о негерметичности вакуумной системы.

Рис. 5.3. Изменение давления в вакуумной системе после отключения ее от насоса.

а – неисправный насос, б – внутреннее газовыделение в системе, в – негерметичность вакуумной системы.

III. Экспериментальная часть.

3.1. Указания по технике безопасности при работе с вакуумными устройствами.

• Не использовать устройство для создания давления.

• При давлении более 1060 мбар устройство уже не отображает правильное давление. Необходимо немедленно снизить давление! Опасность разрыва.

• Не прокладывать сетевой кабель рядом с отапливаемыми поверхностями.

• Выбирать для размещения устройства твердые, ровные, горизонтальные поверхности. Устойчивое и надёжное положение насоса должно обеспечиваться только с помощью лап насоса. Система разрежения и все шланговые соединения должны быть механически устойчивыми. Трубопроводы соединять герметично.

• Не допускать попадания в вакуумную систему посторонних предметов.

• Датчики давления, измерительные приборы и вакуумные трубопроводы располагать так, чтобы в датчик давления или измерительный прибор не затекал конденсат.

3.2. Описание оборудования.

Внешний вид экспериментальной установки данной работы показан на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Экспериментальная установка.

В состав лабораторной установки входят следующие компоненты:

• Четырехступенчатый мембранный насос MV 2 NT VARIO (1);

• Вакуумный контроллер CVC-3000 (2) с комбинированным вакуумным датчиком VSK 3000 (5);

• Вакуумная камера объёмом 25 л (3);

• Клапан для впуска воздуха в вакуумную камеру (4).

Насос MV 2 NT VARIO.

Четырехступенчатые мембранные насосы представляют собой отличное решение для непрерывной безмасляной откачки газов в тех случаях, когда необходимо достичь особенно глубокого предельного вакуума. В насосе NT VARIO® реализован принцип регулирования вакуума посредством варьирования частоты вращения двигателя. NT VARIO® насос включает в себя кроме насосного агрегата также контроллер CVC 3000 и датчик вакуума.

Таблица 5.3. Характеристики насоса MV 2 NT VARIO.

Технические характеристики	Единица измерения	MV 2 NT VARIO
Предельный вакуум	мбар	0,3
Диапазон окр. темп. (рабочий)	С	10-40
Максимальное давление на выходе	бар	1,1
Номинальная мощность двигателя	кВт	0,53
Диапазон частоты вращения	мин-1	30-2400

Вакуумный контроллер CVC 3000.

CVC 3000 представляет собой вакуумметр для измерения грубого и среднего вакуума. Большой дисплей с подсветкой и удобным управлением с помощью поворотной рукоятки позволяет наблюдать измеряемые параметры со всех подключенных датчиков. Контроллер CVC 3000 позволяет полностью автоматизировать управление вакуумом, создаваемым пластинчато-роторным насосом соответственно.

Контроллер подсоединяется к компонентам через интерфейс VACUU•BUS®. Измерительные приборы и компоненты полностью самоопределяются и автоматически настраиваются. Химически стойкие разъемы (IP 67) обеспечивают легкую и удобную связь многих компонентов и элементов.

Вакуумный датчик VSK 3000.

Внешний емкостной датчик VSK 3000 (мембрана из алюмооксидной керамики) работает в диапазоне от атмосферного давления до 0,1 мбар, независимо от вида газа, и выполнен из химически стойких материалов, благодаря чему может применяться непосредственно в контролируемой атмосфере. Сенсор обладает превосходной точностью и высокой температурной и временной стабильностью. Принцип работы VSK 3000 основан на изменении ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Одна из обкладок конденсатора выполняется в виде гибкой мембраны и способна перемещаться. Датчик VSK 3000 позволяет измерить вакуум в широком диапазоне давлений от 1080 до 0,1 мбар.

Таблица 5.4. Характеристики контроллера CVC 3000 с комбинированным датчиком VSK 3000.

Технические характеристики	Единица измерения	CVC 3000
Верхний предел измерений	мбар/мм.рт.ст.	1080/810
Нижний предел измерений	мбар/мм.рт.ст.	0,1 / 0,1
Принцип измерения		Емкостной, не зависит от природы газа, (алюмооксидная керамика)
Диапазон окружающей температуры (рабочий)	°C	10-40
Точность измерений	Мбар	± 1