Диссертация (1025802), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Внешний вид экспериментального стендаРисунок 3.5. Внешний вид экспериментального стенда (вид сбоку)94Вакуумная установка состоит из напускной камеры CV1 и измерительнойкамеры CV2, изготовленных из нержавеющей стали с полированнымивнутренними поверхностями. Между ними установлена диафрагма D известнойпроводимости для определения быстроты действия МВВН. В качествелокализованного источника напуска газа в камеру CV1 служит игольчатыйнатекатель VF, позволяющий регулировать газовые потоки.

Равномерноераспределение напускаемого потока по входному сечению обеспечиваетсякольцевой системой напуска, разработанной и исследованной на кафедре Э–5«Вакуумная и компрессорная техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана или сеточнымсепаратором.Такаясистемаосуществляетподачугазовыхпотоководновременно в нескольких точках поперечного сечения вакуумной камеры,при этом потоки равномерно распределены по поперечному сечению и равнымежду собой. Напускаемые потоки замеряются регулятором расхода газа РРГ–12, либо бюреткой закрытого типа.В вакуумной установке используются преобразователи давления:1. РТ1 … РТ6 – преобразователь манометрический термопарный PIZA 111;2. РM1, РМ2 – инверсно–магнетронный преобразователь давления PTR 225 S;3.

PD1 – преобразователь манометрический деформационный Baratron 626А;4. PD2 – преобразователь манометрический деформационный Baracell 626А.Не допускается располагать в одной осевой плоскости (на однойобразующей поверхности трубы камеры) несколько отверстий с одной стороныдиафрагмы. Поэтому оси отверстий для измерения давления до и последиафрагмы расположены в разных плоскостях, проходящих через осьизмерительной камеры.Молекулярно–вязкостный насос NL2 (МВВН–7) представляет собойдвухпоточную конструкцию (Рисунок 3.6.), внешний вид которой показан наРисунках 3.7., 3.8. Насос установлен на двух опорах 15 на станине 16.

Также надвух опорах 14 фиксируется электродвигатель 13 к этой же станине.Конструкции опор позволяют производить регулировку расположения насоса иэлектродвигателяввсехнаправленияхдляустраненияперекосов,а,95следовательно, и уменьшения биений. Концевик электродвигателя соединен сконцевиком ротора насоса посредством муфты 12. Для жесткой фиксацииэлектродвигателя и насоса друг относительно друга предусмотрен переходник11.В корпусе насоса 1 зафиксированы два статора 2. Ротор 3 коаксиальновращается в корпусе насоса.

На внешней поверхности ротора выполненывинтовые каналы соответствующего профиля, направленные от центра кпериферииротора.Аналогичныеканалы,носпротивоположнымнаправлением, выполнены на внутренней поверхности статора. Каналы нароторе совместно со смежными каналами на статоре образует одну проточнуючасть.Для обеспечения безмасляной откачки ротор установлен во фланцах насоса4, 5 на керамические подшипники качения с консистентной смазкой, такжевозможна его установка с помощью магнитного подшипникового узла.Всасывающий патрубок насоса 9 расположен в центральной части корпуса исоединен с фланцем на измерительной камере.

На фланцах насоса 4, 5расположены форвакуумные патрубки 10 для соединения с форвакуумнымнасосом и подключения дополнительной измерительной аппаратуры. Вофланце5расположенапружинасжатия7,котораяприпомощирегулировочного болта 8, создает осевое усилие необходимое для работыподшипников.МВВН предварительно откачивается спиральным вакуумным насосом(NL1) до форвакуумного давления, которое регистрируется преобразователямидавления РТ4 – РТ5 непосредственно в форвакуумной линии. С помощьюпреобразователя давления РТ6 определяется давление во всасывающемпатрубке МВВН.15 – опора насоса; 16 – станина11 – переходник; 12 – муфта; 13 – электродвигатель; 14 – опора электродвигателя;8 – регулирующий болт; 9 – всасывающий патрубок; 10 – нагнетательный патрубок;1 – корпус; 2 – статор; 3 – ротор; 4 – фланец; 5 – фланец; 6 – подшипник; 7 – пружина;Рисунок 3.6. Конструктивная схема МВВН-79697Рисунок 3.7.

Внешний вид МВВН–7Рисунок 3.8. Внешний вид МВВН–7 (вид сбоку)На Рисунках 3.9. и 3.10. представлен внешний вид однопоточногоодноступенчатого МВВН – 5 и двухпоточного многоступенчатого МВВН – 35.98Рисунок 3.9. Внешний вид МВВН–5Рисунок 3.10. Внешний вид МВВН–5 и МВВН–35Габаритные размеры и откачные параметры МВВН–5, МВВН–7 и МВВН–35 приведены в Таблице 3.1.99Таблица 3.1.Габаритные размеры и откачные параметры МВВННасосОсновные параметры насосовМВВН–5МВВН–7МВВН–3557355·1035·103107200072000180001,751,754,750,16 х 0,280,16 х 0,320,24 х 0,50,06 х 0,10,06 х 0,150,17 х 0,185525Быстрота действия насоса, л/сПредельноеостаточное давление, ПаЧастота вращения ротора, об/минМощность, кВтГабаритные размеры насоса, DL, мГабаритные размеры проточнойчасти, DL, мМасса, кг3.2.Методикаиспользованияметрологическогообеспеченияэкспериментального стендаСхемаметрологическогообеспеченияэкспериментальногостендавключает в себя:– оборудование для измерения давления газа в системе;– оборудование для измерения потока газа, поступающего в систему;– оборудование для измерения температуры газа и температуры вращающихсяэлементов исследуемого вакуумного насоса.Контроль частоты вращения ротора осуществляется блоком управления(преобразователь частоты) приводного высокочастотного электродвигателя ипроверяется стробоскопом.Разрабатываемый испытательный стенд должен позволять замерятьдавление с точностью не менее 5 %, но сделать это одним прибором во всем100диапазоне давлений невозможно.

Следовательно, возникает необходимостьразбиения его на несколько составляющих диапазонов. Манометрическиепреобразователи давления установлены таким образом, чтобы обеспечитьизмерение давления в системе во всех диапазонах давления от высокого донизкого вакуума. Такое решение позволяет расширить диапазон использованиявакуумной установки и, следовательно, проводить исследование параметровбольшего числа вакуумных насосов.Откачные характеристики МВВН (зависимость быстроты действия насосаот давления всасывания и максимальное отношение давлений при быстротеоткачки равной нулю) определяются для различных режимов течения газа.

Намаксимальное отношение давлений оказывает влияние ряд факторов, средикоторыхналичиепотокагаза,которыйпоявляетсяврезультатенегерметичности, газовыделения материалов.Послесборкивакуумнойсистемыиустановкиманометрическихпреобразователей давления производится проверка вакуумной системы нагерметичность манометрическим методом. С помощью преобразователейдавления производится выявления и поиск места натекания газа из атмосферывнутрь вакуумной системы через неплотные соединения, поэтому можнопроводитьиспытаниябезприменениядополнительногооборудования.Завышенные показания вакуумметра по сравнению с расчетными илиполученными ранее свидетельствуют о наличии течей в системе.Принцип определения негерметичности манометрическим методом [5,140] измерения производится следующим образом:1.

Для определения суммарного потока натекания через течи необходимопредварительно откачать испытуемый объект до предельного остаточногодавления и затем отсоединить испытуемую систему от средств откачки и попоказаниям вакуумметра, снятым через определенные промежутки времени,построить зависимость давления от времени (Рисунок 3.11.), определяемуюсуммарным потоком газовыделения внутренних поверхностей системы и101потоком натекания через течи. Суммарный поток определяется углом наклонакасательной 1 к кривой 2 в её начальной точке, поток натекания — угломнаклона прямолинейного участка кривой 2 к оси абсцисс.Рисунок 3.11.

Зависимость давления в изолированной вакуумной системе от времени1 – касательная; 2 – суммарный поток натекания газа и газовыделений2. Для определения потока натекания необходимо: установить моментвремени t, в который начинается близкое к линейному изменение давления (приэтом устанавливается равновесный поток газовыделения и дальнейшееповышение давления в системе происходит только вследствие натекания черезтечи); измерить давление р1 в вакуумной системе, соответствующее моментувремени t1 выждать время наблюдения Δt, а затем измерить давление р2,соответствующее моменту времени t2. Таким образом определяется изменениедавления Δр за время наблюдения Δt и суммарный поток натеканияQp1 V1  p2 V2 V  p,ttгде V — объем проверяемой системы, м3;Δt — время наблюдения, c.Манометрический метод удобен для определения уровня негерметичностисистемы, но им невозможно определить место течи.

Для этого используетсягелиевый масс–спектрометрический течеискатель. При этом используется102метод обдува, таким образом, устраняются все неплотности вакуумнойсистемы, определяемые чувствительностью течеискателя. В данном случаеуровень герметичности был достаточен при использовании манометрическогометода.Поток газа, возникающий в результате газовыделения материалов, зависитотрядафакторов,вчастностиотобработкиматериала,временивакууммирования и т.д. Для уменьшения величины газовыделения все деталивакуумной установки перед сборкой обезжириваются и обезвоживаются. Послесборки стенда производится откачка вакуумной системы в течение несколькихчасов.

При определенном давлении объемный поток газа, выделявшийся изматериала деталей системы в результате десорбции, равенkSгв qi   Fii 1p,где qi – удельная величина газовыделения i–го соответствующего материала,(м3Па)/(м2с);Fi – площадь поверхности газовыделения, м2;p – давление в системе, при котором определяется величина газовыделения, Па.Измерение потока газа проводиться при различном давлении всасывания.В данном случае необходимо связать эти две величины и проводить оценкудиапазонов не по давлению или по быстроте действия, а по потоку газа,который определяется следующим образомQ  Sн  pвс .Измерение потока газа, откачиваемого насосом, осуществляется спомощью регулятора расхода газа РРГ–12 или по методу постоянного давленияс помощью измерительной бюретки, соединенной с натекателем.

Характеристики

Список файлов диссертации