К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 104
Текст из файла (страница 104)
Поскольку двухроторные насосы работают в паре с механическими форвакуумнымн, лх компонуют в виде агрегата на едином основании с приводом от одного электродвигателя. Турбомолевулярвые насосы. Эти насосы относатся к механическим высоковакуумным средспам откачки и их принцип действия основан на сообщении молекулам разреженного шза направленной дополнительной скорости быстро движущейся твердой поверхностью. Нааоа (рис. 3.2.8, а) имеет цялндрический корпус г с впускным 1 и выпускным 6 патрубками, ло оаи которого расположен опирающийся на подшипник 5 ротор 4. Внутри на стенках корпуса установлены неподвижные ататорные диски 3, а в промежутках межпу ними рааположены закрепленные на роторе лиски 7.
Зазор неллу дисками 3 и 7 приблизительно равен 1 мм. На риа. 3.2.8, б показаны несколько дисков а направленными под углом радиальными щюрезями. Прорези статорных дисков 3 являются как бы зеркальным отражением прорезей роторных дисков 7 н образуют клинообразные каналы. При быстром вращении роторных дисков относительно статорных молекулы шза 8, 9, ударяясь о стенки 10 нх прорезей, преимущественно движутся в направлении, показанном стрелками.
Таким образом, газ последовательно перемещается ат одной пары дисков к другой, в чем и состоит откачнвающее действие насоса. Эти насосы обеспечивают предельное остаточное давление порядка 107 - 10 Э Па н быстроту действия 510-2 мз/с. Типичная откачная характеристика представлена на рис. 3.2.8, в (1 - дпя воздуха, г - дпя водорода). Турбомолекулярные насосы не могут работать без предварительного разрежения, создаваемого механическим форвакуумным насосом.
Попадание твердых инородных частиц н предметов в полость насосов может привести к отказу насоса. ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ И ЛОВУШКИ 313 сс»м»11 Рвс. 3.2.9. СЪема жвввесгве-струяве»е евсеев Жидкостно-струйные насосы. Принцип действия нааоса (рис. 3.2.9) основан на использовании откачивающего действия струи рабочей жидкости (чаще всего водопроводной воды под давлением 2,5 103 Па), истекающей из сопла 1 в приемную камеру 2. Здесь откачвваемый из (воздух) в зоне действия струи перемешивается с нею и смесь рабочей жидкости с газом попадает затем в цилиндрическую камеру 3, за которой расположен расширяющийся диффузор 4. В диффузоре статическое давление смеси рабочей жидкости и газа повышается за счет уменьшения скорости до доспакения выпускного давления.
Предельное остаточное давление насоса определяется упругостью паров рабочей зкидкости и увеличивается а повышением температуры. Таза ди водоструйных насосов при температуре воды 293 К остаточное давление состаюиет 2,3 кПа. Производительность насоса впрааист с повышением давления воды. Жидкостно-струйные насосы могут откачиипь любые газы, пары и парогазовые смеси.
2(ароэ~кеатервые насосы. Принцип действия насоса (риа. 3.2.10, а) состоит в том, что пар под давлением истекает через расширяющееся аопло 1 со аверхзвуковой акоросп,ю в виде турбулентной или ламинарной струи. В конфузоре 2 происходят захват и увлечение молекул газа. В горловине 3 эжехтора завершаеюя выравнивание всех параметров смеси (давления, плотности, скорости, температуры). Далее в насадке-диффузоре 4 происходит переход кинетической энергии смеси в потенциальную, сопровохдюощийся уменьшением скорости и повышением давления смеси до выпускного.
Обычно одна ступень пароводяного зжектора сжимает газ в 5 — 10 раз. Для полу- чеши более низкого давления необходимо устанавливать ряд ступеней последовательно. Предельное остаточное давление этих насосов яюистся второстепенной характеристикой, так хвк основным назначением их является работа в области максимальной производительности. Зависимость быстроты действия насоаа от впускного давлеюи имеет вид кривой с максимумом, соответствующим рабочей точке (рис. 3.2.10, б). Адсофциоввые насосы.
Принцип действия этих насосов основан на способности рабочего вещества - высокопористого аорбента (цеолита ированного угля, амликаыи и т.п.) - п бхлаждении хидким азотом поглощать прй низких давлениях значительное количество газов. Адсорбционный насос представляет собой устройапю (рис. 3.2.11), содержащее слой сорбента 3, зааыпанного между сетчатым цилиндром 4 и нарухной стенкой сосуда 5, заливаемого жидким азотом через трубку 2 В корпусе 1 насоса имеется фланец для входа откачиввемого газа б. Адсорбционнме насосы позволяют получить остаточное давление 10 з Па в замкнутых обьемах. Для определения емкости ых харакири стик насосов используются графические зависимости сорбционной емкости от давления откачиввемого газа.
К недостаткам адаорбционных насосов относяюя необходимость периодической регенерации адсорбента путем его нагрева, а также значительное время запуска. а) с» Рве. 3.2пр. Схема (а) в етввчввя хареатсрвсгвка (б) вяюэз»сатервмв васоев Рве. 3.2.11. Схим вхсербявеююге вежа Глана Зж ВАКУУМНЫЕ И ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ 314 аяг г" гав 6 а) 6) Рве. 3.2.12. Схема (а) в откачана хореигервспмо (6) гегтервого юмервтглеиого иееоеа 8и,о~ гва и гврг рв уваг рв ув-'г рв увег рва,па а) б) Рве. 3.2.13. Схема (а) и опмчиоя вероюмрвегвка (6) двффузомвиого иоромеелваого иаеоео Гетгервые ыспаритеиьиые явсоем. Принцип действия этих насосов основан на физическом и химическом связывании юзов поверхностями, которые "обновляются" путем конденсации на них термичеоки испаряемого геттера, в основн9)а титана, котоРый образует прочные нел со динеюш или твердые растворы по~я еми юзами (кроме инертных газов и углева родов).
Схема насоса пред ' ена на рис. 3.2.12, а. Внутри корпуса 1 насоса расположен электронно-лучевой испаритель 3 титана с запасом титановой проволоки и механизмом для ее периодической подачи в зону нагрева. Внутри корпуса насоса тюске расположен цилиндрический экран б, охпюкдаемый жидким азотом из сосуда Дьюара 2. Испаряемый титан осаждается на этой охллиденной поверхности, а небольшой экран 5, установленный перед испарителем, исюпочает попадание титана в откачиваемый обьем.
К патрубку 4 подсоединяется нспомогательный насос дгш опгачки несорбируемых газов. Такие насосы работают при давлении 10 4 — 10-е Па, обеспечивают быстроту действия ло водороду до 30 мэ/с. Эти насосы имеют ярко выравсенную селективность по различ- ным юзам (рис. 3.2.12, б: кривая 1 — ло водороду; 2- по азоту, кислороду; 3- по воздуху). Иопарение гетюра осущестюшется таске в некоторых насосах резиотивным или электродуговым нагревом.
Двффузиовиые наро масвяиые насосы. Принцип действии этих насосов основан на откачивающем действии паровой струи, путем диффузии молекул откачиваеммх газов в струю и унос их в направлении откачки. Конструкция насоса показана на рис. 3.2.13, а. Он включает в себя цилиндрический корпус 1Д паропроводы б - В с соплами 9 - 11; кипятильник 5, куда запинается масло, и злектроныреватель 4.
Корпус охлаждается водой, протекающей по змеевику 2. Он в верхней части имеет патрубок 1 дяя впуска откачиваемого газа 13, в нижней части - вьвгускной патрубок 3 для подсоединения форвакуумного насоса. При включении насоса образовавшиеся пары поднимаютоя по паропроводам б - 8 и со сверхзвуковой о кар остью выбрасываются к стенке насоса через сопла 11, 10 и 9. Молекулы откачиваемого газа последовательно диффундируют в струи лара первой, второй и третьей ступеней и выбрасываются через патрубок 3. вькуумныв нгссосы н ловипкн 315 глр яра р Юн Рне.
3.2.14. Отаачная харантегнсчвна рустернега паре- наслянаге ванна Зги насосы обеспечивают предельное остаточное давление 10-5 Па и ниже, быстроту действия — от единиц до нескольких десятков тысяч дмз/с. Типичная откачнэя характеристика представлена на рис. 3.2.13, 6 (кривен 1- без маслоотражателя; кривая 2 - с маслоотражателем). Основным недостатком паромаслнных нааосов яюиетая обратное проникновение паров рабочей:кидкости из насоса в откачиваемый обьем. Буатериме нвремаавнные насесм. Буатерные паромаслнные насосы конструкпино аналогичны диффузионным насоаам. Отличительными особенностями являются: меньший зазор межзу соплом и корпусом, т.е. меньшее входное сечение; повышенная плотность струи масляного пара за счет применения лепсолегучих аортов масла и увеличения мощности подогревателей; наличие инжекторной входной ступени, обеспечивающей высокое выпусююе давление. Наибольшая быстрота действия этих насосов обеспечиваетая в диапазоне давления 10 - 10-г Па.
У этих нааосов предусмотрена быстрота действия от неакольких сотен до нескольких тысяч дмз/с. Типичная откачнзя характеристика представлена на рис. 3.2.14. Мнпныные электр аразрядвые насосы. Принцип действия этих насосов основан на использовании разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях (разряд Пеннинга) для ионизации откачнваемых газов и распыления геперного материала катодов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
