Данилин Б.С. - Вакуумное нанесение тонких плёнок (1051250), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Поэтому запуск н выключение паромасляного насоса следует производить только после предварительного перекрытия впускного патрубка насоса высоковакуумным затвором. Существенное снижение обратного потока паров рабочей жидкости в (20 — 30 раз) достигается путем использования водоохлаждаемого «колпачкового отража. теля», который устанавливается непосредственно над верхним соплом насоса и «срезает» те линии потока пара, которые направлены вверх и пе замыкаются на холодные стенки корпуса насоса.
Кроме того, использу1от различного рода уловители паров рабочей жидьостп,которые в зависимости от режима работы можно отнести либо к категории отражателей, либо к категории ловушек, Существенного снижения миграции (в 2 — 3 раза) можно добиться, если установить в паропроводе насоса специальные брызгоуловнтелп и, кроме того, подсушп- 95 вать и перегрсвать пар непосредственно перед его выходом из сопла, Помимо снижения миграции, увеличение температуры первого сопла всего лишь на 10 — 15чС одновременно значительно повышает быстроту действия насоса (на 30- — 40о1о), улучшает предельный вакуум н у величнвает выпускное давление. Этом в верхнее сопло попадают только наиболее тяжелые фракции с очень низким давлением пара, а легкие фракции, имеющие более высокое давление пара, направляются в нижнее сопло, а по выходе из него — в кипятильник насоса.
Внутренняя ловушка 4 не дает возможности капелькам рабочей жидкости подниматься вверх, чем обеспечивается эффективная осушка паровой струи. Точно нанесенные отверстия б на паропроводе позволяют получить требуемую скорость и плотность потока пара из каждого сопла. Положение охлаждаемого колпачкового отражателя б точно фиксировано над верхним соплом насоса благодаря тому, что отражатель жестко закреплен на водоохлаждаемой стенке насоса.
Эжекторная ступень 7 обеспечивает дополнительное фракционирование масла н, кроме того, повышает противодавление срыва. Маслоотражатель В сводит до минимума потери рабочей жидкости даже в том случае, если насос находится не в рабочем режиме. Описанная конструкция насоса при диаметре впускного патрубка 150 льи и длине корпуса 600 лгм имеет скорость откачки воздуха 2400 лысея. Рис 2-8 Соврех1енная конструкпия сверхвысоковакуум- но|о паромасляиого насосз. На рис. 2.8 показан разрез современного сверхвысоковакуумного паромасляного насоса. Верхняя частькорпуса 1 насоса, изготовленного нз нержавеющей стали, имеет бочкообразную форму, благодаря чему скорость откачки насоса примерно на 30е~о больше, чем у нзсосов с цилиндрической формой корпуса.
Гребенчатая форма внутренней плиты 2 кипятильника обеспечивает г нтенсивный теплообмен и поддерживает постоянство температуры рабочей жидкост~. Разгоночные канавки в нагреваемом днище кипятильника в сочетании со специально подобранной формой паропровода 3 эффективно разделяют пары рабочей жидкости на фракции. При 96 Вакуумные агрегаты с ларомасляиыми насосами Высоковакуумные паромасляные насосы обычно присоединяются к откзчиваемому объему через короткий трубопровод, снабженный вакуумным затвором.
Для расширения возможностей применения высоковакуумных паромасляных насосов отечественная промышленность выпускает вакуумные агрегаты. Агрегат, как правило, состоит из паромасляного насоса, снабженного вакуумным затвором, масло- отражателем, азотной ловушкой и рядом других вспомогательных деталей, смонтированных на одной раме Затвор, входящий в агре. гат, имеет заслонку откидывающегося типа, смонтированную на отдельном флаице В качестве уплотнителя используется вакуумная резина Перемещение и поджатие заслонки производится прн помощи рычажво-эксцентрикоаого механизма, который через герметично уплотненный вал соединяется с маховиком или электромотором.
Для удобства работы переходной патрубок имеет два фланца: один из них расположен вверху патрубка, другой — сбоку. В соответствии с конструкцией откзчнай сишемы агрегат может быть прпстыкован к ней либо боковым, либо верхним фланцем В результате сопро. тиаления, создаваемого потоку газа затвором, переходным патрубком п азотной ловушкой, эффективная быстрота действия вакуумного агрегата примерно в 4 раза меньше, чем расчетная быстрота действия установленного на агрегате пароыасляного насоса. Молекулярные и турбомолекуляриые насосы В молекулярном насосе газ перемещается в направлении форвакуума с помощью внешнего трения на бы- 7 — 261 97 стровраща|ощемся теле, а уплотнение между отдельными ступенями достигается за счет чрезвычайно узких щелей. Достоинствами насосов этого типа является отсутствие масла, а следовательно, здесь полностью устранены все те нежелательные явления, которые получаются в результате проникновения паров масла в вакуумную систему.
Насосы быстро набирают предельный вакуум Рис. 2-9. Схематическое устройство турбомолекуляриого насоса. 1 — фланец для присоединения насоса предварительного разряжения; 2 — лн. ния для циркуляции масляков смазки,  — маслннмв насос, З вЂ” прввод; В— зубчато-ременная передача, б — система водяного ахлаждеинп масляноа смазки; 7 — ротор с дисками,  — фланец длп присоединения откачнлаемого обьемз, З вЂ” статор с лвскамя и не чувствительны к аварийному прорыву атмосферы в вакуумную систему. И тем не менее насосы этого типа не получили широкого применения главным образом потому, что они могут использоваться только при соблюдении чрезвычайно высокой чистоты в откачиваемых системах, так как воздушные зазоры между подвижными и неподвижными частями насосов составляют 0,02— 0,05 мль Вследствие теплового расширения, попадания инородных частиц размерами в десятые доли миллиметра или внезапного воздушного удара возможны нарушения величины воздушных зазоров вплоть до их полного исчезновения.
В результате быстро вращающийся ротор заедает и насос выходит из строя. От этих недостатков полностью свободны турбомолекулярные насосы. Турбомолекулярный насос (рис. 2-9) имеет жестко укрепленные на корпусе статорные диски 98 и вращающиеся диски, укрепленные на роторе. Все диски содержат косые пазы, причем пазы в дисках статора являются зеркальным отражением пазов роторных дисков. В качестве дисков используются металлические шайбы толщиной в несколько миллиметров, и поэтому пазы имеют небольшую длину. Вследствие этого коэффициент компрессии х!' каждой пары дисков сравнительно не. велик. Но, поскольку в насосе одновременно работает большое количе- ц !р ' ство дисковых пар, то суммарный коэффициент компрессии достигает значительной величины, Вместе с тем при ~- 'Р ' малом коэффипиенте компрессии для каждой пары дисков влияние рас- а га х стояния между дисками на производи тельность и коэффипиент компрессии $ м-з насоса сравнительно невелико, что по зволяет увеличить расстояние между '~ '-2 и дисками до 7 мм без существенного щ 19 !о- м- тр- ~ изменения параметров насоса, Большое влияние на параметры насоса ока- л.и рхл сиз зывают углы, под которыми прорезаны пазы в дисках.
Если пазы в дисках мость предельного прорезаны под большим Углом дРУг вак ма кости- к другу, то насос имеет малый коэф- гаемого турбомофициент компрессии и большую про- лекулярным пасоизводительность. Наоборот, если пазы в дисках прорезаны под малым углом варительяого рачдруг к другу, то насос приобретает реженпя бОЛЬШОЙ КозффИИИЕНт КОМПРЕССИИ и У вЂ” общее давление малую производительность, Обычно В СРЕДНЕЙ (ВЫСОКОВЗКУУМНОЙ) ЧаСУИ ление сухого воз. лука насоса устанавливаются диски с пазами, прорезанными под большим углом друг к другу, а наружные диски имеют пазы, прорезанные под малым угчтоь~ друг к другу. На рис.
2-!О показана зависимость предельного вакуума, достигаемого турбомолекулярным насосом, от давления иа стороне предварительного разрежения. Чем больше молекулярный вес откачиваемого газа, тем больше коэффициент компрессии, котооый для водорода составляет 250, для воздуха 5 !ОУ. Однако быстрота действия насоса по водороду значительно больше, чем 7» 99 101 по воздуху, а для фреона-!2 — значительно меньше. Это объясняется тем, что водород испытывает меньшее сопротивление при протекании через прорези насоса. Турбомолекулярные насосы могут быть изготовлены на быстроту действия до нескольких тысяч литров в секунду, причем для насосов, рассчитанных на большую производительность и имеющих большие размеры дисков, требуется значительно меньшее число оборотов, так как быстрота действия определяется соответствующей окружной скоростью.
Турбомолекулярный насос может включаться одновременно с насосом предварительного разрежения и в отличие от пароструйного насоса ие боится прорыва атмосферного воздуха. Кроме того, при использовании турбомолекулярного насоса в откачиваемый объем проникает значительно меньшее количество паров масла, чем при применении пароструйных и механических насосов с масляным уплотнением. Насосы с термическим распылением титана Принцип действия насосов этого типа основан па поглощении газов периодически или непрерывно напыляемой пленкой активного вещества, в качестве которого чаще всего используется титан. Титан образует нелетучие при комнатной температуре устойчивые твердые соединения или твердые растворы почти са всеми присутствующими в вакуумных системах газами, за исключением инертных газов и углеводородов.
Откачка инертных газов и углеводородов осуществляется в результате их ионизации и улавливания положительных ионов отрицательно заряженными элементами пасоса, на которые также напыляется пленка титана. В отечественных геттерно-ионных насосах чаще всего применяются иодидный титан 1СТУ-35-452-63), титановый сплав ВТ-1-1 (АМТУ-388-59). а также титано-молибденовая проволока (СТУ-35-451363), которую получают путем осаждения титана на молибденовый керн с помощью иодидного метода.
На рис. 2-11 изображен геттерно-ионный насос ГИНл05 с прямонакальными нспарителями из титано- молибденовой проволоки. Основными элементами насоса являются: исцарнтели, цонпзатор, внутренний нагреватель, корпус и крышка, Последние изготовлены из не- 1ОО ржавеющей стали и вакуумноплотно соединены между собой с помощью металлической прокладки. В крышку насоса через метал.чокерамические изоляторы вварены токовводы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
