Методические указания к лабораторной работе

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра «КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ»

ОПТИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ОТКАЧКИ И КОНСТРУКЦИЙ ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ

Специальность 200204 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

Москва, 2006 г.

1.Цель и задачи работы.

Цель работы - изучение принципов откачки и конструкций вакуумных насосов, применяемых в вакуумных напылительных установках.

В процессе выполнения лабораторной работы студенты должны:

- изучить принципы работы механического и диффузионного насосов;

- изучить конструкции механических и диффузионных насосов;

- изучить зависимости основных параметров насосов.

2.Основные положения.

Для вакуумного осаждения тонких пленок с контролируемыми параметрами необходимо такое рабочее оборудование, которое возможно бы меньше влияло на процесс формирования пленки. Для уменьшения давления в вакуумной камере можно использовать два различных принципа. В первом - газ физически удаляется из вакуумной камеры и выбрасывается наружу. Примерами такого способа действия является механический и пароструйный насосы. Другой принцип откачки основан на конденсации или захвате молекул газа на некоторой части внутренней поверхности камеры без удаления газа наружу. К этой категории относятся криогенные, криосублимационные, сублимационные и гетероионные.

2 Л. Основные параметры вакуумных насосов.

При выборе того или иного вакуумного насоса обычно руководствуются следующими основными параметрами: начальным давлением, максимальным впускным давлением, предельным давлением, быстротой откачки, производительностью, вакуум фактором.

Начальное давление Рнач - давление, при котором насос начинает работать. По этому параметру все насосы можно подразделить на две большие группы:

a) насосы, которые откачивают пары и газы из объема с первоначальным атмосферным давлением, к ним относятся механические вакуумные, пароэжекторные, водоструйные, сорбционные;

b) насосы, которые для своей работы требуют предварительного разрежения всей вакуумной системы, включая сам насос; это пароструйные, молекулярные и другие насосы.

Максимальное впускное давление Рнаиб. - давление на впускной стороне насоса, выше которого насос прекращает свою работу.

Для механических вакуумных насосов впускное давление несколько превышает атмосферное. Для пароструйных насосов - примерно равно начальному давлению, с которого насос начинает работу.

Предельное (остаточное) давление РО_- давление, которое достигается данным насосом при закрытом впускном патрубке. Для насосов, использующих рабочую жидкость, это давление складывается из суммы парциальных давлений остаточных газов и паров рабочей жидкости.

Предельное давление в насосах, не имеющих рабочей жидкости (молекулярных, гетероионных и т. д.) зависит от конструкции насоса.

Быстрота откачки Sн определяется объемом газа, проходящего через сечение впускного патрубка насоса в единицу времени при определенном впускном

давлении. Быстрота откачки насоса измеряется в л/с, м3/ч. Она же является постоянной величиной и обычно уменьшается с уменьшением входного давления, хотя в определенном диапазоне давлений может оставаться постоянной. При достижении предельного давления быстрота откачки становиться равной нулю. Для каждого типа насосов существует кривая зависимости быстроты откачки насоса от давления Р:

Sн = f(p) (2.1)

Производительность насоса Q'н - определяется количеством газа в pv - единицах, удаляемым насосом в единицу времени при определенном впускном давлении.

Производительность насоса, так же как и быстрота откачки, зависит от входного давления и при достижении предельного давления равна нулю.

Производительность и быстрота откачки насоса связаны соотношением:

Sн = Q`н / pн, (2.2)

где pн - давление во впускном патрубке насоса.

Вакуум фактор Хо - определяется отношением фактической быстроты откачки насоса Sн к теоретической максимально возможной быстроте откачки Sтеор

Хо = Sн / Sтеор (2.3)
Теоретическая быстрота откачки для воздуха при молекулярном режиме:

Sтеор = 11,6 А, Л/С,

где А, см2. - площадь входного патрубка насоса (для диффузионных насосов - пло

щадь диффузионной диафрагмы).

Коэффициент Хо даёт возможность оценить, насколько фактическая быстрота откачки отличается от возможного предельного значения.

2.2 Механические насосы.

2.2.1

Пластинчато - роторный насос.

Пластинчато-роторные вакуумные насосы отличаются простотой конструкции и обслуживания, быстроходностью, возможностью непосредственного соединения с двигателем, хорошей уравновешенностью. Недостаток этих насосов состоит в относительно высоких внутренних перетеканиях газа и механических потерях.

Насосы используют для откачивания воздуха и неагрессивных газов в металлургии, химии и нефтехимии, строительной техники, сельском хозяйстве, а также на транспорте или в установках для транспортирования сыпучих материалов, сушки бетонных покрытий, а также в вакуумных системах общего назначения. Газ до поступления в насос должен быть очищен от механических примесей и капельной влаги во избежание загрязнения смазочного материала и ускорения изнашивания сопряжённых деталей.

Пластинчато - роторный насос (рис. 2.1.) содержит цилиндрический корпус 7 с впускным 4 и выхлопным 3 патрубками и эксцентрично расположенный ротор 6, в пазах которого установлены пластины 5. Под действием центробежной силы пластины прижимаются к корпусу, обеспечивая изменение рабочего объёма рабочей камеры насоса. Насосы с малой быстротой действия (~ 1 л/с) работают в масляной

III

Рис. 2.1. Пластинчато - роторный насос.

а)устройство;

б) принцип действия.

ванне, обеспечивающей герметизацию соединений насоса и снижение потерь на трение. Для предотвращения заполнения маслом рабочей камеры служит клапан 2. Начальное прижатие пластин к поверхности статора осуществляется пружиной 1.

Принцип действия насоса заключается в следующем. Если положение I принять за начальное, то в этом положении пластина А, продвинувшись вниз, создаст расширение рабочего объёма со стороны впускного патрубка, в результате чего происходит всасывание газа из откачиваемого объёма. Область между движущейся вниз пластиной и впускным патрубком насоса называют объёмом всасывания.

Поступление газа в рабочий объём прекращается при подходе к впускному патрубку пластины Б (положение II). При этом объём, находящийся перед пластиной А, отсекается от откачиваемого. Затем газ, захваченный в отсечённый объём, перегоняется к выпускному патрубку, сжимается пластиной А и выбрасывается в атмосферу (положение III) через выхлопной клапан.

Положение III совпадает с начальным положением I, с той разницей, что пластины меняются местами. Дальше работа насоса продолжается в описанном порядке. В рабочей камере между пластинами всегда имеется три объема: разрежения, перегоняемый и сжатия.

Характеристики пластинчато-роторных насосов.

Таблица 2.1

Основные характеристики	Типы насосов
ВН-01	ЗВНР-1Д	НВР-5ДМ
Диапазон рабочих давлений, Па	3*10°... 1*105	4*10-1...1*10-5	5*10-2...1*105
Быстрота откачки в рабочем диапазоне давлений, м3/с	0,0001	0,001	0,005
Предельное давление: общее с газобалластом парциальное (по воздуху)	--------- 5*10-1	7*10° 7*10-2	3*10° 1*10-2
Частота вращения ротора, мин.-1	1400	2800	1430
Количество масла, заливаемого в насос, дм.	0,1	0,5	1,2
Диаметр впускного патрубка, мм.	8	10	16

2.2.2

Пластинчато-статорный насос.

Пластинчато-статорный насос (рис.2.2) состоит из следующих основных элементов: корпуса 1, эксцентричного ротора 2, выпускного патрубка 3,пластины 5, пружины 4, входного патрубка 6. Рабочее пространство насоса образуется между эксцентрично установленным ротором и корпусом насоса. При вращении по часовой стрелки за первый оборот ротора газ всасывается из откачиваемого объекта, а за второй происходит сжатие и выхлоп газа. Пластина под воздействием пружины герметично разделяет области всасывания и сжатия откачиваемого газа.

1

5

Рис. 2.2. Пластинчато - статорныи насос.

Основные характеристики пластинчато-статорных насосов.

Таблица 2.2

	ВН-461М	РВН-20
Характеристики	пластинчато-статорный насос	Пластинчато-статорный насос с пластиной в виде поршня
Геометрическая быстрота откачки, л/сек	0,86	3,3
Число ступеней	2	2
Предельное (остаточное) давление, мм. рт. ст.	-0,5* 10 3	1*103
Число оборотов ротора в минуту	540	450
Количества масла, л: полное наименьше допустимое	2,30 1,75	0,5 0,25
Охлаждение	воздушное	воздушное

Характерной особенностью пластинчато-статорных и пластинчато-роторных вакуумных насосов масло заполненного типа является наличие масла в рабочих полостях, зазоры и исключающего перетекание газа через них. Кроме того, клапаны этих насосов работают под заливом масла, что повышает их герметичность, практически сводит к нулю мёртвые объёмы, увеличивает быстроту действия насосов и создаваемый вакуум.

2.2.3. Двухроторный насос.

Конструкция насоса представлена на рис.2.3.

За один оборот каждый из роторов дважды перебрасывает заштрихованный объем газа из области высокого вакуума в область предварительного разряжения. Ротор вращается в разные стороны. Синхронность его вращения обеспечивается зубчатой передачей с передаточным числом, равным единице.

Двухроторные насосы при тех же габаритах имеют большие быстроты действия, чем пластинчатые и насосы с катящимся ротором, так как из-за отсутствия трения между ротором и статором можно значительно увеличить их частоту вращения.

Принцип работы двухроторного насоса показан на рис.2.3.б.

В положении 1 начинается всасывание газа верхним ротором, заканчивается в положении 2, когда начинается всасывание нижним ротором. В положении 3 роторы меняются ролями (по сравнению с положением 1): верхний ротор перегоняет захваченную порцию газа к выпускному патрубку, а нижний - продолжает всасывание. В положении 4 верхний ротор начинает выброс газа в

II

Рис. 2.З. Двухроторный механический насос.

а) устройство;

б) принцип действия

выпускной патрубок, а нижний - заканчивает всасывание. Затем верхний ротор начинает новый цикл всасывания, а нижний - выброса. Таким образом циклы всасывания-выброса повторяются

При высоких давлениях, когда длина свободного пути молекул газа по сравнению с шириной зазора (0,1-0,15 мм) еще мала, насос не может работать эффективно, так как одновременно с захватом газа и выталкиванием его в сторону выпускного отверстия вращающимися роторами в откачиваемый объем через зазоры, имеющие при таких давлениях относительно большую пропускную способность, успевает проходить обратно большое количество газа. Поэтому рассматриваемый насос нуждается для нормальной работы в предварительном разряжении, для создания которого обычно применяется пластинчато-роторный насос

Работа двухроторного насоса становится эффективной, когда насосом предварительного вакуума впускное давление снижается до нескольких сотен Паскаль. Однако наибольшую быстроту действий получают при впускном давлении порядка нескольких единиц Паскаль, при котором длина свободного пути молекул газа становится равна нескольким миллиметрам, т. е. значительно превышает ширину зазоров, сопротивление которых обратному потоку газа при этих условиях сильно возрастает.

Таким образом, по своему принципу действия двухроторные насосы сходны с вращательными масляными: газ, поступающий в насос с впускной стороны, выбрасывается за его пределы с выпускной.

Характеристики двухроторных насосов.

Таблица 2.3

Основные характеристики	Типы насосов
ДВН-5-1	ДВН- 5-2	ДВН-50-1	ДВН-50-2	ДВН- 150-1	2ДВН- 500
Диапазон рабочих давлений, Па	4*10°- 2*102	3*10-2- 2*102	4*102- 2*102	3*10-1- 1*102	4*10-2-1*102	4*10°-2*101
Быстрота откачки в рабочем диапазоне давлений, м3 /с	0,005	0,007	0,045	0,050	0,135	0,500
Предельное остаточное давление, Па	7*10-1	5*10-2	7*10-1	5*10-2	7*10-1	7*10-1
Общее парциальное давление (по воздуху)	——	5*10-3	7*10-3	——	7*10-3	——
Диаметр входного патрубка, мм	40	40	85	85	100	175

2.2.4. Турбомолекулярный насос.

Турбомолекулярные вакуумные насосы широко используют для откачивания

газов в области давлений всасывания вплоть до 10-8 10-10 Па из различных объектов, используемых в электротехнической, электронной, атомной, авиационной, химической и других отраслях промышленности.

По сравнению с другими высоковакуумными насосами, ТМН обладают следующими преимуществами: удаляют газ из сосуда, не сорбируя его на рабочих органах, не загрязняют среду откачиваемого сосуда парами углеводородов или др. рабочими веществами, имеют большую быстроту действия при откачке газов с малой молекулярной массой, обычно трудно удаляемых из высоковакуумных систем.

Турбомолекулярные насосы применяют в установках напыления металлов, масс спектрометрии, ускорителях элементарных частиц, установках для имитации космических условий.

Конструктивная схема турбомолекулярного насоса, предложенного Беккером, представлена на рис.2.4. В корпусе 2 с установленными на нем неподвижными статорными 4 вращается ротор 1, представляющий собой вал с расположенными на нем рабочими колесами 3, которые выполнены в виде дисков с выфрезерованными косыми радиальными пазами или в виде лопаточных колес; их лопатки установлены под определенным углом к торцевой поверхности втулки. Когда рабочие колеса выполнены в виде дисков с прорезями, в статорных колесах такой же формы прорези выполняют зеркально по отношению к прорезям роторных колес. Если рабочие колеса имеют лопатки, то и статорные колеса выполняют с лопатками обычно с тем же углом установки, но зеркально отраженными по отношению к углу установки лопаток рабочего колеса. Для удобства монтажа статорные колеса разрезают по диаметру.

Ротор колеса устанавливают на подшипниках качения. Всасывающий патрубок выполнен в средней части корпуса. Нагнетательные полости, расположенные по торцам корпуса насоса, объедены общим патрубком, к которому подсоединен форвакуумный насос.

Наибольшее распространение получили однопоточные насосы (рис.2.4.6), отличающиеся, как правило, меньшим сопротивлением на всасывание. Насос приводится в движение от электродвигателя, ротор которого обычно расположен на валу насоса. В насосе допускаются сравнительно большие осевые и радиальные зазоры (до 1...2,5 мм) в зависимости от размеров рабочих колес.

Mace-спектрометрические измерения парциальных давлений в откачиваемом объеме и экспериментальные данные турбомолекулярных насосов при стендовых испытаниях и в реальных условиях их работы на откачных постах свидетельствуют об их высоких эксплуатационных характеристиках и, в частности, об обеспечении ими без масляного откачивания.

Рис. 2.4.Схемы турбомолекулярных насосов.

а) с горизонтальным валом ;

б) с вертикальным валом

Характеристики гурбомолекулярных насосов

Таблица 2.4

Основные характеристики	Типы насосов
ТМН-100	ТМН-200	ТМН-500	ТМН-1000	ТМН-5000	ТМН-10000	ТМН-20000
Диапазон рабочих давлений, Па	5*10-7 ... 1*10-2	5*10-7 ... 1*10-2	1*10-6 ... 1*10-2	5*10-7 ... 1*10-2	5*10-7 ... 1*10-2	5*10-7 ... 1*10-2	1*10-6 ... 1*10-2
Быстрота откачки воздуха в рабочем диапазоне давлений,	0,10	0,25	0,5	1,00	6,30	11,0	18,0
Предельное остаточное давление,	10 -7	10 -7	8*10 -7	10 -7	10 -7	10 -7	2*10 -7
Наибольшее выпускное давление,	10°	10°	10°	10°	10°	10°	10°
Расход охлаждающей воды, дм3/с	0,01	0,01	0,03	—	0,06	—	—
Диаметр выпускного патрубка, мм	125	160	260	—	500	—	—
Диаметр впускного патрубка, мм	32	50	50	—	100	—	—

2.

2.3. Диффузионные насосы

Диффузионные паромасляные насосы являются наиболее распространенным высоковакуумным средством откачки и широко применяются в различных областях вакуумной техники.

Диффузионные насосы применяют для откачки различных вакуумных систем достаточного давления 10-4 – 10-5 Па. При таких давлениях длина свободного пути молекул откачиваемого газа практически всегда больше диаметра впускного отверстия насоса и поэтому в нем возникает молекулярный режим течения газа. Молекулы газа при тепловом движении через впускное отверстие насоса направляются к паровой струе. Механизм увлечения газа в диффузионных насосах обусловлен диффузионными процессами. Вследствии разности концентрации газа над паровой струей и в самой струе (концентрация газа в струе вблизи сопла пренебрежимо мала) происходит диффузия газа в струю. Попав в струю, молекулы газа получают импульсы от молекул пара в направлении парового потока и уносятся вместе со струей к стенке корпуса насоса; пар конденсируется на охлаждаемой стенке, а газ, сжатый в струе до выпускного давления ступени, протекает вдоль стенки в пространство над следующей ступенью насоса.

Трехступенчатый диффузионный паромасляный насос (рис. 2.5) имеет цилиндрический корпус ( 12 ), охлаждаемый холодной водой, протекающей по змеевику ( 2 ). Входной патрубок ( 1 ) в верхней части корпуса служит для присоединения насоса к откачиваемому объему. Выпускной патрубок ( 3 ) расположен в нижней части корпуса; который представляет собой кипятильник, куда заливается масло ( 5 ), подогреваемое снаружи электронагревателем ( 4 ). Паропроводы ( 6,7,8 ) расположены в корпусе насоса и заканчиваются зонтичными соплами ( 9,10,11 ).

При включении насоса рабочая жидкость нагревается в кипятильнике, образовавшиеся пары поднимаются по паропроводам, проходят вверх и с большой скоростью выбрасываются в виде струй через направленные под углом к охлаждаемой стенке насоса сопла ( 11,10,9 ) соответственно первой, второй и третьей ступенями. Молекулы откачиваемого газа диффундируют в струи пара первой ступени и вместе с ними направляются на охлаждаемые водой стенки насоса. При этом пары масла конденсируются и образовавшиеся капли стекают в кипятильник.

Так обеспечивается непрерывная циркуляция рабочей жидкости в насосе. Увлеченный струей пара газ выбрасывается в основном вниз, последовательно диффундирует в струи пара второй и третьей ступеней и выбрасывается через выходной патрубок ( 3 ).

Паромасляные насосы не работают без предварительного механического насоса, подсоединенного к их выходному патрубку, и обеспечивающего предварительное разряжение, а также водяного охлаждения кожуха. Прекращение подачи воды в водяную рубашку может привести к перегреву насоса и сгоранию масла, а, следовательно, и к нарушению нормальной работы.

К рабочим жидкостям пароструйных насосов предъявляются следующие требования:

1) минимальная упругость паров при комнатной температуре и максимальная при рабочей температуре в кипятильнике;

2) стойкость к разложению при нагревании;

3) минимальная способность растворять газы;

Рис. 2.5. Трехступенчатый диффузионный паромасляный насос.

4) химическая стойкость по отношению к откачиваемым газам и материалам

насоса;

5) малая теплота парообразования.

В качестве рабочей жидкости пароструйных насосов применяются ртуть, минеральные масла, сложные эфиры органических спиртов и кислот, кремний-органические соединения.

В насосах чаще всего используют дешевые минеральные масла, кремний-органические жидкости используются в системах с частым напуском атмосферного воздуха. Эфиры, стоимость которых еще высока, применяется для систем, где требуется получение сверхвысокого вакуума. Ртуть из-за токсичности используют в пароструйных насосах только для откачки ртутных систем, например ртутных выпрямителей.

Так как предельное давление пароструйных насосов обусловлено обратным потоком паров рабочей жидкости из насоса в откачиваемый объект, его можно значительно уменьшить, если на пути обратного потока установить ловушки.

Основные характеристики диффузионного насоса Н-2Т

Таблица 2.5

Основные параметры	Н-2Т
Средняя быстрота откачки в интервале давлений 1*10-5-2*10-4 мм рт. ст., л/с.	200
Предельный вакуум при работе на масле ВМ-1, мм рт. ст.	3*1 0-6
Максимальное выпускное давление, мм рт. ст.	0,1
Количество ступеней откачки	3
Мощность электродвигателя, кВт	1,25
Количество масла, заливаемого в насос, л	1,0
Внутренний диаметр корпуса насоса, мм	260
Габаритные размеры, мм: Высота (А1) Длина (А2) Ширина (Аз)	640 452 370
Вес, кг	41
Расход охлаждающей воды, л/ч	200
Рекомендуемый насос предварительного разряжения	ВН-2илиВН-1

2.4. Вакуумные ловушки.

Вакуумными ловушками называют устройства, служащие для предотвращения проникновения паров рабочих жидкостей вакуумных насосов в откачиваемый сосуд. В зависимости от рабочего давления ловушки подразделяют на высоковакуумные и форвакуумные.

Высоковакуумные ловушки предназначены для улавливания паров рабочих жидкостей из диффузионных и бустерных пароструйных насосов при молекулярном режиме течения пара из насосов.

Форвакуумные ловушки используются как правило для улавливания паров рабочих жидкостей форвакуумных насосов при вязкостном и молекулярно-вязкостном режимах течения пара из насосов.

Так же ловушки разделяются по принципу действия. Наиболее распространенными являются конденсирующие, диссоциирующие и сорбирующие.

Одним из видов конденсирующих ловушек для пароструйных насосов является механический отражательный колпачок 1 (рис. 2.6,а). Например, обратный поток паров масла для пароструйного насоса составляет 1*10-5 мг/(с*см2). Жалюзийные и конические дисковые ловушки (рис. 2.6,в) понижают обратный поток до 1*10-6 мг/(с*см2). Конденсирующие ловушки часто охлаждают водой. Скорость испарения паров масла с поверхности таких ловушек значительно меньше, чем с разогретого до температуры 200°С верхнего сопла пароструйного насоса.

На нагретых поверхностях диссоциирующих ловушек углеводород разлагается на легкооткачиваемые газы: водород, оксид углерода, диоксид углерода и твердый углерод, который осаждается на стенках ловушки, а легкие газы откачиваются пароструйными насосами. Диссоциирующие поверхности разогреваются прямым пропусканием электрического тока.

Работа электронных диссоциирующих ловушек основана на возбуждении или ионизации молекул рабочей жидкости в разряде с холодным или горячим катодом. Возбуждение увеличивает склонность молекул к диссоциации и последующей полимеризации на стенках ловушки. При достаточной энергии электронов сложные молекулы масла после взаимодействия могут распадаться на более легкие составляющие и углерод. Легкие составляющие откачиваются насосом, а углерод осаждается на стенках ловушки. Эффективность ловушек зависит от плотности электронного тока.

Сорбционные ловушки поглощают пары масел поверхностями пористых адсорбентов: активных углей, силикогелей и т. д. Адсорбенты должны быть очищены от посторонних веществ, адсорбированных в парах молекулярных размеров при обычных атмосферных условиях прогревом в вакууме при температуре около 300°С. Адсорбция паров масел на очищенных поверхностях осуществляется обычно при комнатной температуре до тех пор, пока равновесное давление паров масла меньше допустимого. После этого ловушку необходимо регенерировать прогревом. Основные направляющие воздуха - азот и кислород - при комнатной температуре адсорбируются в очень малых количествах.

Конструктивная схема адсорбционной ловушки, показанная на рис. 2.7., состоит из корпуса 4, нагревателя 3, адсорбента 2, отражателя 1, который обеспечивает оптическую плотность ловушки. Материалы, из которых изготовлена ловушка, должны допускать прогрев до 300-400°С. Адсорбент необходимо располагать так, чтобы предотвратить миграцию паров масла в откачиваемый объект по стенкам ловушки. При проектировании ловушек следует конструктивными методами снижать ее тепловую инерцию, ухудшающую условия эксплуатации.

Основными характеристиками ловушек являются защитная способность и удельная проводимость.

Защитную способность ловушки P определяют как отношение потока пара рабочей жидкости Q'п, поступающего из насоса в ловушку в единицу времени, к потоку пара Qп`` прошедшего через ловушку в откачиваемый сосуд:

P=Q'п/Qп"

Удельную проводимость ловушки Uуд. л определяют как отношение проводимости ловушки Uл к площади ее входного отверстия Fл.

a) б)

Рис. 2.6. Схемы конденсирующих ловушек.

а) механический отражательный колпачок;

б) коническая дисковая ловушка

Рис. 2.7. Схема адсорбционной высоковакуумной ловушки.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Изучить основные параметры вакуумных насосов.

3.2. Изучить конструкцию и принцип действия пластинчато-роторного насоса.

3.3. Изучить конструкцию и принцип действия пластинчато-статорного насоса.

3.4. Изучить конструкцию и принцип действия двухроторного насоса.

3.5. Изучить конструкцию и принцип работы турбомолекулярного насоса.

3.6. Диффузионный паромасляный насос. Принцип действия и основные элементы конструкции.

3.7. Используя параметры и характеристики установки ВУ-1 А, а также справочник по вакуумной технике, рассчитать скорость откачки механических насосов и диффузионного насоса по программе на ЭВМ.

3.8. Экспериментально провести исследование скорости откачки вакуумной камеры в зависимости от объема загружаемых деталей.

4. Содержание отчета

4.1. Основные положения теоретической части работы, включающие параметры работы вакуумных насосов, принцип действия и конструкции насосов.

4.2. Представить результаты расчетов.

4.3. Представить экспериментальные зависимости.

4.4. Выводы по результатам работы.

5. Контрольные вопросы.

5.1. Каковы основные параметры вакуумных насосов?

5.2. Как работают механические форвакуумные, вращательные пластинчато-роторные насосы?

5.3. Каковы принципы действия высоковакуумных диффузионных и турбомолекулярных насосов?

5.4. Какие рабочие жидкости используются в пароструйных насосах?

5.5. Какие требования предъявляются к рабочим жидкостям пароструйных насосов?

5.6. Каково назначение вакуумных ловушек?

5.7. Как подразделяются ловушки по принципу действия?

Список использованной литературы

«Вакуумная техника», М., «Высшая школа», 1990.

«Вакуумные системы и их элементы», М., Машиностроение, 1968.

и др. «Конструирование и расчет вакуумных систем», М., Энергия,

1970.

и др. «Механические вакуумные насосы», М., Машиностроение,

1989.

, , и др. «Вакуумная техника.

Справочник» : Под общ. ред. , М., Машиностроение, 1992.-480с.