Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет и проектирование механизмов и систем технологического оборудования расчет и проектирование вакуумных систем. Курс лекций.pdf
X
- •УДК 533.5.001
- •Расчет и проектирование механизмов и систем технологического оборудования
- •1.1. Анализ методов расчета вакуумных систем
- •1.2. Расчет распределения давлений в вакуумной системе
- •1.3. Соединение и согласование работы вакуумных насосов
- •Гелий
- •Пример
- •Исходные данные
- •Решение
- •Молибденовые экраны нагревательной печи выделяют объем газа
- •1.4. Расчет газовых нагрузок
- •Материалы
- •Кислород
- •Оксид углерода
- •2.4. Низковакуумная защитная камера для прокатки биметалла
- •РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Дегазационный модуль
Рис. 2.18. Функциональная схема работы дегазационного модуля
80

Первым этапом является нагрев полосы до заданной
температуры, который осуществляется токоподводящими валками,
расположенными перед ДМ. К основным этапам работы ДМ можно
отнести дегазацию и создание (поддержание) в камере необходимых
технологических параметров, в чем непосредственно участвуют узел
вакуумной системы и узел контроля и измерения параметров
процесса. За ввод и вывод дегазируемой полосы отвечает
герметизирующий узел, позволяющий проводить процесс дегазации
непрерывно. Разработанная функциональная схема дает возможность
оптимизировать процесс проектирования ДМ и выявить взаимосвязи
и функциональные особенности различных узлов.
На основании функциональной модели разработан
низковакуумный дегазационный модуль, принципиальная схема
которого представлена на рис. 2.19. Он расположен между группой
металлизаторов и станом холодной прокатки. Перед процессом
дегазации полоса нагревается до температуры 250 … 350 ºС.
Результаты исследований показывают, что в условиях обработки при
низких парциальных давлениях активных газов скорость окисления
всех металлов настолько замедляется, что уже в вакууме порядка
10 Па, а также в среде инертного высокочистого газа окисление
практически отсутствует. Поэтому в спроектированной камере, в
связи с отсутствием высоких температур нагрева, может быть
использован низкий вакуум.
Дегазация происходит в вакуумной камере (ВК) в среде
инертных газов или при остаточном давлении 10
1
… 10
–1
Па. За
время нахождения полосы в рабочем пространстве ВК (20 … 30 с)
газы, находящиеся в покрытии, выходят наружу и не препятствуют
уплотнению покрытия при последующей прокатке.
Общее количество газов, поступающих в ВК дегазационного
модуля, рассчитано по формуле (2.1), затем спроектирована
вакуумная система.
81

Рис. 2.19. Дегазационный модуль: 1 – камера; 2 – входной шлюз ;
3 – выходной шлюз; 4 и 5 – вакуумные насосы; 6 – азотная ловушка;
7 – вакуумный затвор; 8 – преобразователь тепловой;
9 – преобразователь ионизационный; 10 – мановакуумметр;
11 – вакуумный клапан; 12 – смотровое окно
Площадь общей поверхности конструкций, находящихся в
ВК, A = 1,5 м
2
(площадь внутренней поверхности ВК и узлов,
расположенных в ней);
удельное газовыделение материалов конструкции камеры
q
= 4⋅10-5 (м3⋅Па)/(м2⋅с) – (для нержавеющей стали);
it
масса прокатываемой полосы G = 0,17 кг;
удельное газовыделение из обрабатываемой полосы
q
= 0,214 (м3⋅Па)/кг;
п
время цикла обработки – 30 с;
= 1,5 … 3;
К
н
82

минимальный поток, регистрируемый галогенным
течеискателем Q
число проверяемых соединений N = 10, n = 1 .
Газовыделения из полосы
= 10-7(м3⋅Па)/с и Кв = 0,2;
т
Q
= 0,214⋅0,17⋅1,5/30 = 1,8⋅10-3 (м3⋅Па)/с.
п
Газовыделения из конструкций ВК
Q
= 4⋅1,5 = 6⋅10-5 (м3⋅Па)/с.
вк
Натекание равно
Q
= 10-7⋅10⋅0,2/1 = 2⋅10-7 (м3⋅Па)/с.
Н
Общее количество газовыделений
Q = Q
+ Qвк + Qн = 1,86⋅10-3 (м3⋅Па)/с.
п
На основании методики, изложенной выше, определена
эффективная быстрота откачки ВК: S = 1,86⋅10
-3
/10-1 = 0,0186 м3/с.
Номинальная быстрота действия вакуумного насоса
= 0,026 м3/с. Из справочных данных выбирается насос с быстротой
S
н
действия, равной или большей рассчитанной выше.
ДМ имеет рабочую вакуумную камеру 1 и две
дополнительные камеры – вакуумные входной 2 и выходной 3
шлюзы, имеющие собственную систему откачки, что обеспечивает в
основной рабочей камере необходимую глубину вакуума.
Герметизация полосы проводится с помощью специальных щелевых
уплотнений.
Вакуумная система ДМ представляет собой две независимые
низковакуумные системы: одна –
для рабочей вакуумной камеры
(ВК): другая – для шлюзовых вакуумных камер. Для откачки ВК и
вакуумных шлюзов используются двухроторные насосы типа ДВН50-1 и ДВН-50-2. Для предотвращения загрязнения вакуумных
камер, между ними и насосами предусмотрены азотные ловушки.
Для определения давления в вакуумной камере или трубопроводах
2
используются тепловые (для диапазона давлений 0,1 … 7⋅10
ионизационные (1,3⋅10
-3
… 13 Па) преобразователи, а также
Па) и
образцовый вакуумметр (с верхним пределом до 0,1 МПа) для
измерения избыточного давления. Для обеспечения стабильности
работы системы и для повышения надежности агрегаты вакуумной
системы могут дублироваться.
83

Анализ существующих камер с инертной атмосферой
показывает, что в составе ее оборудования должна использоваться
стандартная низковакуумная система откачки, с помощью которой в
камере создается предварительное разрежение, после чего
происходит напуск инертного газа под давлением, превышающим
атмосферное на 700 … 1300 Па. Избыточное давление инертного газа
поддерживается в течение всего технологического цикла
производства композиционного материала.
Расчет и проектирование дегазационного модуля проведено
применительно к процессу получения термобиметалла из
холоднокатаной полосы (сплав 24НХ) толщиной 0,7 мм и шириной
100 мм, на которую методом электродуговой металлизации наносили
промежуточный слой из никеля в виде двух полос, расположенных
вдоль оси заготовки по ее периферии. На промежуточный слой
наносили пассивный слой из сплава 36Н.
84

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Блинов И.Г., Кожитов Л.В. Оборудование полупроводникового
производства: Учеб. пособие для вузов. – М.: Машиностроение,
1986. – 264 с.
2. Вакуумная техника: Справочник / Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев,
А.Т. Александров и др. – М.: Машиностроение, 1985. – 360 с.
3. Вакуумные прокатные станы / А.В. Крупин, Б.Л. Линецкий,
Ю.Л. Зарапин и др. – М.: Машиностроение, 1973. – 232 с.
4. Ковалев М.Н., Васильев Ю.Э. Вакуумные системы электропечей и
их инженерный расчет. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 112 с.
5. Конструкционные материалы: Справочник / Под ред.
Б.Н. Арзамасова. – М.: Машиностроение, 1990. – 688 с.
6. Пасечник Н.В., Зарапин Ю.Л., Чиченев Н.А. Производство
прецизионной ленты из труднодеформируемых материалов
электропластической деформацией: Учеб. пособие для вузов. – М.:
Металлургия, 1997. – 251 с.
7. Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчо Е.А. Конструирование и
расчет вакуумных систем. – М.: Энергия, 1970. – 504 с.
8. Полушин Н.И., Воробьева М.В. Техника эксперимента. Раздел:
Расчет вакуумных систем лабораторных установок. – М.: МИСиС,
2000. – 76 с.
9. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учебник для
вузов / Под ред. Б.С. Митина – М.: Металлургия, 1987. – 792 с.
10. Розанов Л.Н. Вакуумная техника: Учебник для вузов. – М.:
Высшая школа, 1990. – 320 с.
11. Чернышев В.Н., Линецкий Б.Л., Крупин А.В. Обработка
давлением в контролируемых средах: Учеб. пособие для вузов. –
М.: Металлургия, 1993. – 272 с.
85
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
