Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Ко второй группе относится аппаратура, устанавливаемая в линиях реакционных газов и чистого водорода, а также в линиях ПГС, содержащих пары жидких днффузаитов. К ней предъявляются особые требования по чистоте н герметичности. Все металлические элементы этих конструкций выполнены нз коррознонно-стойких сталей, а в аппаратуре, проводящей ПГС,— из фторопласта. К л а п а и ы. В автоматизированных технологических установках чаще нсего применяют клапаны с электромагнитным или пневматическим приводом. Рабочее положение электромагнитного клапана (рис.
6.19) вертикальное, отклонение от вертикали не более ч-10'. В исходном положении (клапан закрыт) электромагнитный привод 1 не включен, выходное отверстие клапана перекрыто затвором 4. прижатым к седлу пружиной 3. При включении тока электромагнит 1 втягивает якорь 2 вверх, соединяя выходной канал с входным. Внутренняя поверхность клапанов, соприкасающаяся с агрессивными средамн, изготовлена нз фторопласта. Клапаны имеют фторопластовый корпус, арми. роваиный металлом, затвор вместе с сильфоном (рис. 6.19) илн мембраной изготовлены в виде единой детали.
Для сокращения длин трубопроводов и числа соединений применяются блоки клапанов, имеющих единый корпус, внутри которого выполнена необходимая газовая разводка. Вентили отличаются от клапанов, работающих по принципу «открыто-закрыто», тем, что они позволяют не только перекрывать технологические каналы, но н регулировать давление и расход газов и жидкостей за счет применения руч. ного винтового привода.
К вентилям, работающим с агрессивными средами, предъявляются те же требования, что и к клапанам, поэтому их конструкции в значительной мере унифицированы: нижняя часть корпуса, запорные элементы, сильфонное уплотнение выполняются из тех же деталей, что и в клапане, показанном иа рис. 6.19. Д рассел и используют для точного регулирования перепада давления и расхода газов и агрессивных жидкостей. Для плавного изменения проходного сечения затвора в дросселях применяют редукцию перемещения управляющих элементов.
Так, в конструкции, показанной на рис. 6.20, конический затвор 1 дросселя перемещается с помощью дифференциальной винтовой передачи. При вращении рукоятки 6 она не только перемещает винтоной шток 7 с затвором 1, но н сама нвинчивается в крышку 5. В результате за один поворот рукоятки 6 затвор сместится на величину, равную разности шагов двух винтовых пар: руко- 152 Рис. 6.20. Дроссель Рнс. 6.21. Натекатель с дистанционным управле- нием ятка 6 — винтовой шток 7 и рукоятка 6 — крышка 5. При выполнении шагов этих резьб близкими друг к другу, например 1 и 0,8 мм, можно достичь весьма малого перемещения (0,2 мм) даже при полном повороте управляющей рукоятки.
Как и в другой запорно-регулирующей аппаратуре, корпус 2 и разделительная мембрана 4 дросселя, контактирующие с агрессивными средами, изготовлены из фторопласта и удерживаются кольцами 3. Н а т е к а т е л и служат для создания дозированного потока газа в разрядные объемы источников ионов, в реакционные камеры с пониженным давлением в плазмохимическом оборудовании и т, и. Автоматизация технологических процессов элиоаной обработки привела к необходимости создания автоматических натекателей. На рнс. 6.21 показана конструкция такого иатекателя, предназначенного для работы в элионном оборудовании н магнетронных распылнтельных системах, Корпус натекателя 6 герметично крепится к стенке 7 рабочей камеры установки или источника ионов.
Основными элементами натекателя являются клапан 11, выполненный из магнитного материала, игла 5, седло 8, уплотнительный элемент 4. Рабочий газ из трубопровода через фильтр 12 н шлицевой паз резьбсвого штуцера ! попадает в полость 2, объем которой регулируется положением резьбового штуцера 1. С помощью электромагнитной катушки 3 клапан 11 может втягиваться в полость 2, открывая доступ рабочего газа к отверстию седла 8.
Пружина 10 возвращает клапан в закрытое положение. Через отверстия н седле 8 и гайке 9 рабочий газ попадает в камеру установки. Величина потока газа устанавливается перемещением иглы 5 и штуцера 153 Рис. 6.24. Мембранный датчик давле- ния Рис. 6.22. Регулятор давления 7 3 гг Рис. 6.25. Преобразователь для конт- роля концентрации газов Рис. 6.23. Ротаметр для контроля рас. хода агрессивных сред 1, изменяющими соответственно площадь сечения проходного отверстия в седле 8 и соотношение времени открытого и закрытого положения клапана 11. Авто. матическая регулировка величины потока рабочего газа для стабилизации тока разряда осуществляется срабатыванием электромагнита 3.
Р е г у л я т о р ы д а в л е н и й предназначены для поддержания заданного давления в канале за счет дросселирования потока газа. На рис. 6.22 показан регулятор давления с чувствительным элементом в виде диафрагмы 5. Если пружина 8 не сжата, то клапан 3 под действием пружины 2 прижат к седлу 9 и газ, подводимый к каналу 1, не может проходить к отводному каналу 1О. При настройхе регулятора винтом 7 сжимают пружину 8, она через шток 4 отжимает клапан 3 от седла 9 и образует кольцевую щель, через которую газ проходит в камеру 6 и далее к отводному каналу 1О.
При изменении давления газа в сети клапан 3, связанный с мембраной, перемещается, при этом изменяется проходное сечение кольцевой щели до наступления нового положения равновесия. Контрольно-измерительная аппаратура газовых н химико-технологических систем. Измерители р а с хода. В газовых и химико-технологических системах для измерения расхода наиболее широко используются ротаметры, представляющие собой коническую трубку, в которой свободно перемещаетсв поплавок.
Выходной величиной является высота подъема поплавка, которую можно контролировать визуально по нанесенной на трубку шкале или испольэовать различные выходные преобразователи. В конструкции ротаметра (рис. 6.23) 154 использован индукционный преобразователь, позволяющий применять этот расходомер для дистанционного контроля расхода в автоматизированных системах. Поплавок 4 этого ротаметра расположен в конической трубе 3 и соединен длинным стержнем 5 с насадкой 7 из мягкого железа, находящейся в центральном отверстии электромагнита 8, Осевое положение электромагнита 8 регулируется полым винтом 16 и пружиной 6. Труба 3 расположена в корпусе 2 и зафиксирована кольцом !. Детали ротаметра, соприкасающиеся с агрессивной средой, изготовлены из фторопластовых заготовок.
Поплавок 4 вместе со стержнем 5 н сердечником 7, а также трубка 9 из мягкого железа покрыты фторопластом и механической обработкой доведены до точных размеров. Пр и боры для измерен на да зле н ий. В газовых и гидравлических системах технологически~о оборудования широко применяются стандартные ма- 155 нометры различных типов. Они могут использоваться самостоятельно для измерения давлений технических и нейтральных газов, а также в комплекте с разделителями для чистых и агрессивных сред. Детали разделителей, соприкасающиеся с измеряемыми газами и жидкостями, выполнены из сталей ЭИ 702, 12Х18Н10Т или фторопласта, упругие элементы разделителей — мембраны или сильфоны — изготавливают из фторопласта.
В автоматизированных газовых и гидравлических системах используются датчики давления, снабженные различного рода преобразователями перемеще. игй. На рис. 6.24 показан датчик давления, который преобразует перемещение упругого элемента в изменение индуктивности выходного преобразователя. Давление в камере 4 действует на мембрану 3, ее перемещение через шток передается якорю 1 дифференциально-индуктивного преобразователя 2. Катушки преобразователя можно включить в мостовую схему с выходом иа микроампер- метр. Погрешность измерений датчика составляет ~2ЯЬ. Приборы для контроля концентрации газовых смесей могут быть построены по принципу измерения тепловой мощности, рассеиваемой нагретым газом и зависящей от его теплоемкости и массового расхода.
На рис. 6.25 показана схема термоанемометрического преобразователя с чувствительными элементами в виде датчиков температуры — терморезисторов КМТ-14. В канал 3 подается газовая смесь, а в канал 4 — чистый газ, составляющий основу этой смеси.
Измерительная схема настраивается так, что при нормальной концентрации смеси разбаланс отсутстнует. При изменении содержания анализируемого компонента в смеси меняется ее теплоемкость, равновесие в схеме нарушается и появляется сигнал разбаланса. При настройке преобразователя следует тщательно подбирать пары терморезисторов по электрическим параметрам. КОПТРОЛЬПЬ(Е ВОПРОСЬ1 1. Какие мотивы вызвали появление различных конструкций механических ваку миых насосов? . Какие физические процессы положены в основу работы различных типов высоковакуумных насосов? 3. Чем объясняется многообразие типов вводов движения в вакуум? Почему нельзя обойтись каким-нибудь одним? 4.
Для каких технологических процессов необходимо подавать электрический ток в вакуумную камеру? 5. Для чего используются вакуумные клапаны, затворы, натекатели? 6. Какие процессы, происходящие в вакууме, необходимо контролировать и какая аппаратура используется для этого? 7. Перечислите основные функции элементов газовых систем и химико-технологической аппаратуры. 8. Опишите конструкции устройств для приготовления ПГС. 9. Сравните конструкции узлов запорио-регулирующей аппаратуры, применяемой в вакуумных и газовых системах в химико-технологическом оборудовании. 10. Опишите конструкции устройств контрольно-измерительной аппаратуры газовых и химико-технологических систем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
