RU2789162C1 - High vacuum system for industrial and laboratory installations - Google Patents
High vacuum system for industrial and laboratory installations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789162C1 RU2789162C1 RU2022112804A RU2022112804A RU2789162C1 RU 2789162 C1 RU2789162 C1 RU 2789162C1 RU 2022112804 A RU2022112804 A RU 2022112804A RU 2022112804 A RU2022112804 A RU 2022112804A RU 2789162 C1 RU2789162 C1 RU 2789162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- pump
- valve
- gas
- accumulator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к вакуумной технике и предназначено для изготовления и герметизации электровакуумных приборов (ЭВП) и других изделий.The invention relates to vacuum technology and is intended for the manufacture and sealing of electrovacuum devices (EVD) and other products.
Наиболее трудоемким, сложным и ответственным технологическим процессом, который формирует электрические и вакуумные характеристики вакуумных приборов всех типов, является откачка и термическое обезгаживание. Как правило, эта технологическая операция является достаточно длительной и может продолжаться несколько недель, что накладывает высокую нагрузку на высоковакуумную откачную систему технологического оборудования.The most time-consuming, complex and responsible technological process that forms the electrical and vacuum characteristics of vacuum devices of all types is pumping and thermal outgassing. As a rule, this technological operation is quite long and can last several weeks, which imposes a high load on the high-vacuum pumping system of the process equipment.
Известна высоковакуумная система на основе диффузионного насоса (Е.П. Шешин Вакуумные технологии: Учебное пособие /Е.П. Шешин - Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2009. Стр.412-428. Табл.6.1, п.2). В состав высоковакуумной системы входят последовательно соединённые между собой вакуумная камера, диффузионный насос и механический форвакуумный насос (ФВН).Known high-vacuum system based on a diffusion pump (E.P. Sheshin Vacuum technology: Tutorial /EP Sheshin - Dolgoprudny: Publishing House "Intellect", 2009. P. 412-428. Table 6.1, p. 2). The high-vacuum system includes a vacuum chamber, a diffusion pump, and a mechanical fore-vacuum pump (FVP) connected in series.
Недостатком такой высоковакуумной системы является загрязнение вакуумируемого изделия парами масла. Так же имеет место повышенная убыль масла из диффузионного насоса. Создаются условия для интенсивного окисления масла и осмоления паропроводов насоса. Все это сокращает время работы между последовательными профилактическими чистками установки, что является критическим при длительных технологических процессах и увеличивает трудоемкость обслуживания, одновременно сокращая срок службы средств откачки. Выход из строя механического форвакуумного насоса во время длительного технологического процесса влечет нарушение технологического процесса с возможной потерей вакуума в вакуумной камере и неисправимому браку вакуумируемых и обезгаживаемых изделий.The disadvantage of such a high-vacuum system is the contamination of the vacuumized product with oil vapor. There is also an increased loss of oil from the diffusion pump. Conditions are created for intensive oil oxidation and gumming of the pump steam lines. All this reduces the operating time between successive preventive cleanings of the installation, which is critical for long-term technological processes and increases the complexity of maintenance, while reducing the service life of pumping equipment. Failure of a mechanical fore-vacuum pump during a long technological process entails a violation of the technological process with a possible loss of vacuum in the vacuum chamber and an irreparable defect of the evacuated and degassed products.
Наиболее близкой по технической сущности является высоковакуумная система на основе турбомолекулярного насоса (Е.П. Шешин Вакуумные технологии: Учебное пособие /Е.П. Шешин - Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2009. Стр.412-428. Табл.6.1, п.1). Такая безмасляная система откачки гарантирует отсутствие тяжелых углеводородов в спектре остаточных газов, что позволяет получить высокий вакуум и улучшить технические характеристики ЭВП. В состав вакуумной системы входят последовательно соединенные вакуумная камера с нагревателями снабженная вакууметрами, турбомолекулярный насос, вентиль, форвакуумный спиральный или иной механический безмасляный насос.The closest in technical essence is a high-vacuum system based on a turbomolecular pump (E.P. Sheshin Vacuum technologies: Textbook / E.P. Sheshin - Dolgoprudny: Intellect Publishing House, 2009. P. 412-428. Table 6.1, item 1). This oil-free pumping system guarantees the absence of heavy hydrocarbons in the residual gas spectrum, which allows obtaining a high vacuum and improving the performance of the EVP. The vacuum system includes a series-connected vacuum chamber with heaters equipped with vacuum gauges, a turbomolecular pump, a valve, a fore-vacuum spiral or other mechanical oil-free pump.
Недостатком такой системы, особенно при длительных технологических процессах, длящихся более двух недель, является непрерывная работа ФВН обусловленная длительностью техпроцесса. Длительная непрерывная работа сухих механических ФВН, например, спиральных, приводит к их интенсивному износу и выходу из строя. Выход из строя ФВН ведет к нарушению технологического процесса и выходу в брак дорогостоящего ЭВП. Ремонт вышедших из строя ФВН приводит к высоким материальным издержкам. Длительная работа ФВН влечет за собой высокий расход электроэнергии.The disadvantage of such a system, especially with long-term technological processes lasting more than two weeks, is the continuous operation of the FVN due to the duration of the technical process. Long-term continuous operation of dry mechanical FVN, for example, spiral ones, leads to their intensive wear and failure. The failure of the FVN leads to a violation of the technological process and the failure of an expensive EVP. Repair of failed FVN leads to high material costs. Long-term operation of the FVN entails a high consumption of electricity.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности, качества длительной откачки и вакуумирования ЭВП, экономия ресурса ФВН, снижение неустранимого брака, упрощение конструкции вакуумной системы, снижение стоимости технологического процесса. The technical result of the invention is to increase the reliability, quality of long-term pumping and evacuation of the EVP, saving the life of the FVN, reducing the irremovable defects, simplifying the design of the vacuum system, and reducing the cost of the process.
Указанный технический результат достигается тем, что предложена:The specified technical result is achieved by the fact that it is proposed:
1. Высоковакуумная система промышленных и лабораторных установок, состоящая из последовательно соединенных вакуумной камеры с нагревателями, снабженной вакууметрами, турбомолекулярного насоса, вентиля, форвакуумного спирального или иного механического безмасляного насоса, отличающаяся тем, что на выходе турбомолекулярного насоса за вентилем установлен аккумулятор вакуума, снабженный вакууметром, а между аккумулятором вакуума и вентилем установлен электрический клапан.1. A high-vacuum system of industrial and laboratory installations, consisting of a series-connected vacuum chamber with heaters, equipped with vacuum gauges, a turbomolecular pump, a valve, a fore-vacuum scroll or other mechanical oil-free pump, characterized in that a vacuum accumulator equipped with a vacuum gauge is installed at the outlet of the turbomolecular pump behind the valve , and an electric valve is installed between the vacuum accumulator and the valve.
2. Высоковакуумная система промышленных и лабораторных установок по п.1, отличающаяся тем, что рабочий объем аккумулятора вакуума выбирают из соотношения:2. High-vacuum system of industrial and laboratory installations according to
, ,
гдеWhere
- рабочий объем аккумулятора вакуума, м3; - working volume of the vacuum accumulator, m 3 ;
- длительность технологического процесса, с; - duration of the technological process, s;
В1 - натекание через неплотности системы АВ + ТМН + рабочий объем, Па м3/c;In 1 - leakage through the leaks of the system AB + TMN + working volume, Pa m 3 / s;
В2 - поток откачиваемого газа через турбомолекулярный насос (ТМН), Па м3/c;B 2 - the flow of the evacuated gas through the turbomolecular pump (TMP), Pa m 3 /s;
Ртмн - допустимое давление на выходе ТМН, Па;P TMN - allowable pressure at the outlet of TMN, Pa;
Рн - значение начального давления (вакуума) в АВ, Па.P n - the value of the initial pressure (vacuum) in AB, Pa.
3. Высоковакуумная система промышленных и лабораторных установок по п.1, отличающаяся тем, что между электрическим клапаном и форвакуумным насосом установлен вентиль.3. High-vacuum system of industrial and laboratory installations according to
4. Высоковакуумная система промышленных и лабораторных установок по п.1, отличающаяся тем, что, при применении пластинчато-роторного насоса или иного насоса с масляным уплотнением в качестве форвакуумного насоса, между электрическим клапаном и форвакуумным насосом установлена криогенная вакуумная ловушка.4. The high vacuum system of industrial and laboratory installations according to
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически показана высоковакуумная система с механическим сухим ФВН; на фиг.2 схематически показана высоковакуумная система с механическим ФВН с масляным уплотнением и криогенной ловушкой.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a high-vacuum system with a mechanical dry FVN; figure 2 schematically shows a high vacuum system with a mechanical FVN with an oil seal and a cryogenic trap.
Для обоснования принципа работы аккумулятора вакуума (АВ) показана расчетная схема (фиг.3), состоящая из рабочего объема (вакуумной камеры) (ВК), аккумулятора вакуума (АВ), турбомолекулярного насоса (ТМН), форвакуумного насоса (ФВН), вентиля (В).To substantiate the principle of operation of the vacuum accumulator (AV), a design diagram (figure 3) is shown, consisting of a working volume (vacuum chamber) (VK), a vacuum accumulator (AV), a turbomolecular pump (TMN), a fore vacuum pump (FVN), a valve ( IN).
В качестве АВ взят герметичный сосуд, объем которого больше рабочего объема ВК. В ВК и АВ посредством ФВН первоначально создан форвакуум, затем в ВК посредством ТМН создан рабочий вакуум. После этого вентиль В перекрывается. Таким образом, рассматривается изолированная вакуумная система, состоящая из ВК с рабочим вакуумом и АВ с форвакуумом. Оба этих сосуда разделены между собой работающим ТМН.As AB, a sealed vessel is taken, the volume of which is greater than the working volume VC. A fore vacuum was initially created in the VC and AV by means of the FVN, then a working vacuum was created in the VC by means of the TMN. After that, valve B is closed. Thus, an isolated vacuum system is considered, consisting of a VC with a working vacuum and an AW with a fore vacuum. Both of these vessels are separated from each other by a working TMP.
Существует два источника натекания газа в АВ:There are two sources of gas leakage into the AB:
1. Через ТМН, который откачивает газ из ВК и переносит его в АВ.1. Through TMP, which pumps gas from the VC and transfers it to the AB.
2. Натекание воздуха из атмосферы, обусловленное негерметичностью АВ.2. Leakage of air from the atmosphere, due to leakage of the AB.
1. Для расчета вклада ТМН в увеличение давления в АВ используется уравнение состояния идеального газа:1. To calculate the contribution of TMP to the increase in pressure in the AW, the equation of state of an ideal gas is used:
(1) (1)
где Р - давление газа, Па;where P - gas pressure, Pa;
V - объем газа, м3;V is the volume of gas, m 3 ;
- количество вещества (газа), моль; - amount of substance (gas), mol;
R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·К);R is the universal gas constant, J/(mol K);
Т - температура газа, К.T - gas temperature, K.
При высоком вакууме в ВК и умеренном в АВ газ с большой точностью будет подчиняться закону идеального газа. At a high vacuum in the VC and a moderate vacuum in the AB, the gas will obey the ideal gas law with great accuracy.
Поэтому из уравнения (1) можно получить количество газа, откачиваемого насосом из ВК в АВ:Therefore, from equation (1) it is possible to obtain the amount of gas pumped out by the pump from the VC to the AV:
(2) (2)
где Vн - объем газа, прошедший через насос, м3;where V n - the volume of gas that has passed through the pump, m 3 ;
T1, P1 - температура [К] и давление [Па] газа в ВК;T 1 , P 1 - temperature [K] and pressure [Pa] of the gas in the VC;
R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·К).R is the universal gas constant, J/(mol·K).
Vн в свою очередь равен произведению скорости откачки ТМН на время его работы:V n, in turn, is equal to the product of the TMP pumping speed and the time of its operation:
(3) (3)
где Vн - объем газа, прошедший через насос, м3; where vn - volume of gas passed through the pump, m3;
- скорость откачки ТМН, м3/с; - TMP pumping speed, m 3 /s;
- время работы ТМН, с. - operating time of TMP, s.
По закону Дальтона, для откаченного из рабочего объема газа можно записать уравнение состояния (1):According to Dalton's law, for the gas evacuated from the working volume, the equation of state (1) can be written:
(4) (4)
где - парциальное давление газа в АВ, откаченного из ВК, Па; Where - partial pressure of gas in the AW, pumped out of the VC, Pa;
T2 - температура газа в АВ, К;T 2 - gas temperature in AB, K;
V2 - объем АВ, м3;V 2 - volume AB, m 3 ;
- количество газа, откачиваемого насосом из ВК в АВ, моль; - the amount of gas pumped out by the pump from the VC to the AB, mol;
R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·К).R is the universal gas constant, J/(mol·K).
Зная количество газа (2), попавшего через ТМН в АВ, и с учетом (3) получаем его парциальное давление:Knowing the amount of gas (2) that got through the TMP into the AB, and taking into account (3), we obtain its partial pressure:
(5) (5)
где - скорость откачки ТМН, м3/с;Where - TMP pumping speed, m 3 /s;
R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·К);R is the universal gas constant, J/(mol K);
Т1, T2 - температура газа в ВК и АВ, К;T 1 , T 2 - gas temperature in VC and AB, K;
V1, V2 - объем ВК и АВ, м3;V 1 , V 2 - the volume of VC and AB, m 3 ;
Р1 - давление газа в ВК.P 1 - gas pressure in the VC.
Имея зависимость изменения давления в АВ от времени находится величина потока откачиваемого газа через ТМН. По определению величина натекания равна: Having the dependence of the pressure change in the AV on time, the value of the flow of the pumped gas through the TMP is found. By definition, the amount of leakage is:
(6) (6)
где V2 - объем АВ, м3; where V 2 - volume AB, m 3 ;
ΔP - изменение давления в объеме АВ за время Δt, Па.ΔP is the change in pressure in the volume AB over time Δt, Pa.
Подставляя (5) в (6) имеем итоговую формулу для расчета потока газа, поступающего в АВ через ТМН:Substituting (5) into (6), we have the final formula for calculating the gas flow entering the AW through the TMP:
(7) (7)
где ΔP - изменение давления в объеме АВ за время Δt, Па;where ΔP is the change in pressure in the volume AB over time Δt, Pa;
Т1, T2 - температура газа в ВК и АВ, К;T 1 , T 2 - gas temperature in VC and AB, K;
V1, V2 - объем ВК и АВ, м3;V 1 , V 2 - the volume of VC and AB, m 3 ;
- время, с; - time, s;
Р1 - давление газа в ВК, Па;P 1 - gas pressure in the VC, Pa;
- скорость откачки ТМН, м3/с. - TMP pumping speed, m 3 / s.
2. Вклад натекания воздуха из атмосферы, обусловленный негерметичностью АВ, определяется для каждого конкретного случая экспериментально. 2. The contribution of air leakage from the atmosphere, due to the leakage of the AW, is determined experimentally for each specific case.
Суммарное натекание газа (B) в АВ, как отмечалось выше, состоит
из натекания атмосферного воздуха через соединения, уплотнения, возможные дефекты в кожухе самого АВ (B1) и потока откачиваемого газа через ТМН (B2):The total gas leakage (B) into the AB, as noted above, is
from the leakage of atmospheric air through connections, seals, possible defects in the casing of the AB itself (B1) and the flow of the pumped gas through the TMP (B2):
(8) (8)
где В1 - натекание воздуха из атмосферы в АВ, обусловленное негерметичностью АВ, Па·м3/с; where B 1 is the leakage of air from the atmosphere into the AB, due to the leakage of the AB, Pa m 3 / s;
В2 - поток откачиваемого газа через ТМН, Па·м3/с.B 2 - the flow of the pumped gas through the TMP, Pa·m 3 /s.
Таким образом, при известном суммарном натекании в АВ, определяется минимально необходимый объем АВ (Vmin) для обеспечения условий корректной работы ТМН в течении одного технологического цикла. Таким образом, согласно (6) и (8):Thus, with a known total leakage into the AW, the minimum necessary volume of the AW (V min ) is determined to ensure the conditions for the correct operation of the TMP during one technological cycle. Thus, according to (6) and (8):
(9) (9)
где В1 - натекание воздуха из атмосферы в АВ, обусловленное негерметичностью АВ, Па·м3/с;where B 1 is the leakage of air from the atmosphere into the AB, due to the leakage of the AB, Pa m 3 / s;
В2 - поток откачиваемого газа через ТМН, Па·м3/с; B 2 - the flow of the pumped gas through the TMP, Pa·m 3 /s;
Δt - длительность технологического цикла, с; Δt - duration of the technological cycle, s;
ΔP - изменение давления в АВ, равное разности допустимого давления на выходе ТМН (Ртмн) и начального давления (начального форвакуума) в АВ (Рн), Па.ΔP - change in pressure in AV, equal to the difference between the allowable pressure at the outlet of TMP (P TMN ) and the initial pressure (initial forevacuum) in AV (P n ), Pa.
Общая расчетная формула для определения необходимого объема АВ имеет вид:The general calculation formula for determining the required volume of AB is:
(10) (10)
где Δt - длительность технологического цикла, с; where Δt is the duration of the technological cycle, s;
В1 - натекание воздуха из атмосферы в АВ, обусловленное негерметичностью АВ, Па·м3/с;B 1 - leakage of air from the atmosphere into the AB, due to the leakage of the AB, Pa·m 3 /s;
В2 - поток откачиваемого газа через ТМН, Па·м3/с;B 2 - the flow of the pumped gas through the TMP, Pa·m 3 /s;
Р тмн - допустимое давление на выходе ТМН, Па;P TMN - allowable pressure at the outlet of TMN, Pa;
Рн - начальное давление (начальный форвакуум) в АВ, Па.P n - initial pressure (initial forevacuum) in AB, Pa.
Для численных оценок применяются рабочие параметры конкретной вакуумной установки, например, давление в ВК P1 = 10-5 Па, скорость откачки ТМН υн=0.685 м3/с, температура в рабочем объёме ВК Т1 = 673 К, температура среды в АВ Т2 = 293 К. For numerical estimates, the operating parameters of a specific vacuum installation are used, for example, the pressure in the VC P 1 = 10 -5 Pa, the pumping speed of the TMP υ n = 0.685 m 3 / s, the temperature in the working volume of the VC T 1 = 673 K, the temperature of the medium in the AV T 2 \u003d 293 K.
Так для величины потока откачиваемого газа (7), в случае применяемой вакуумной установки, получаем:So for the value of the flow of the pumped gas (7), in the case of the vacuum installation used, we obtain:
м3/c (11) m 3 / s (11)
где Р1 - давление газа в ВК, Па;where P 1 - gas pressure in the VC, Pa;
- скорость откачки ТМН, м3/с - TMP pumping speed, m 3 / s
Т1, T2 - температура газа в ВК и АВ, К.T 1 , T 2 - gas temperature in VC and AB, K.
Таким образом, поток откачиваемого газа через ТМН составляет м3/cThus, the flow of the evacuated gas through the TMP is m 3 / s
Натекание воздуха из атмосферы обусловленное негерметичностью АВ, измеренное посредством масспектрометрического гелиевого течеискателя, для рассматриваемого случая составляет порядка В2 = 10-5 Пам3/с. Leakage of air from the atmosphere due to leakage AB, measured by means of a mass spectrometric helium leak detector, for the case under consideration is about B 2 = 10 -5 Pa m 3 / s.
Поскольку поток откачиваемого газа через ТМН на порядок меньше натекания из атмосферы, им можно пренебречь в последующих расчетах. Since the flow of the evacuated gas through the TMP is an order of magnitude less than the leakage from the atmosphere, it can be neglected in subsequent calculations.
Значение максимально возможного давления Pтмн на выходе применяемого ТМН модели Pfeiffer Vacuum HiPace 700 равно 1100 Па, а предельного остаточного давления ФВН Pн модели НВСп-35 не более 1 Па. Следовательно, после откачки АВ при помощи ФВН до давления порядка
1 Па и перекрытия вентиля В, давление внутри АВ, вследствие натекания, не должно подняться выше 1100 Па. The value of the maximum possible pressure P TMN at the outlet of the applied TMP model Pfeiffer Vacuum HiPace 700 is 1100 Pa, and the limiting residual pressure FVN P n of the NVSp-35 model is not more than 1 Pa. Consequently, after pumping out the AW with the help of the FVN to a pressure of the order
1 Pa and overlap of valve B, the pressure inside the AB, due to leakage, should not rise above 1100 Pa.
Длительность одного технологического цикла составляет 14 суток. Таким образом, согласно (10) необходимый объем АВ:The duration of one technological cycle is 14 days. Thus, according to (10), the required volume of AB:
м3=12л (12) m 3 \u003d 12l (12)
где Δt - длительность технологического цикла, с; where Δt is the duration of the technological cycle, s;
В1 - натекание воздуха из атмосферы в АВ, обусловленное негерметичностью АВ, Па·м3/с;B 1 - leakage of air from the atmosphere into the AB, due to the leakage of the AB, Pa·m 3 /s;
Р тмн - допустимое давление на выходе ТМН, Па;P TMN - allowable pressure at the outlet of TMN, Pa;
Рн - начальное давление (начальный форвакуум) в АВ, Па. P n - initial pressure (initial forevacuum) in AB, Pa.
Пример реализации предлагаемого технического решения иллюстрируется на фиг. 1, 2.An example of implementation of the proposed technical solution is illustrated in Fig. 12.
На фиг.1 показана высоковакуумная система промышленных и лабораторных установок, которая содержит вакуумную камеру 1 с нагревателями. Вакуумная камера 1 снабжена вакууметром 2 для контроля вакуума в вакуумной камере 1 при проведении технологического процесса вакуумирования и обезгаживания изделия. На выходном фланце вакуумной камеры 1 установлен турбомолекулярный насос 3. Откачка газа из вакуумной камеры 1 производится турбомолекулярным насосом 3 в аккумулятор вакуума 4. Для контроля вакуума в рабочей полости аккумулятора вакуума 4 служит вакуумметр 5. Для первичного создания форвакуума в вакуумной камере 1 и аккумуляторе вакуума 4 служит форвакуумный механический безмасляный форвакуумный насос 6. Figure 1 shows a high-vacuum system of industrial and laboratory installations, which contains a
В качестве форвакуумного насоса 6 может применяться, например, сухой спиральный насос. Для удобства штатного запуска технологического процесса вакуумирования и обезгаживания изделия, высоковакуумная система снабжена вентилями 7 и 8. Для предотвращения аварийного прорыва воздуха в аккумулятор вакуума 4 при остановке форвакуумного насоса 6 служит электроклапан 9. As a
Для проведения некоторых технологических процессов вместо сухих форвакуумных насосов 6 могут применяться механические насосы с масляным уплотнением 10, например, роторно-пластинчатые (фиг.2). В таком случае, для уменьшения негативного влияния масляного уплотнения служит криогенная ловушка 11, охлаждаемая, например, жидким азотом.To carry out some technological processes, instead of dry foreline pumps 6, mechanical pumps with an
Пример. Разработана и изготовлена высоковакуумная система (фиг.1) для вакуумирования и обезгаживания ЭВП, которая включает в себя следующие основные элементы: в качестве турбомолекулярного насоса 3 используется турбонасос модели HiPace 700 имеющий предельное остаточное давление менее 5·10-10 гПа, скорость откачки 685 л/с и форвакуум максимальный 11 гПа; в качестве форвакуумного насоса 6 используется сухой спиральный вакуумный насос НВСп-35 с быстротой действия 37,0±3,7 м3/ч и предельным остаточным давлением не более 1Па. Объем термовакуумной камеры составляет 1·10-2 м3. Объем аккумулятора вакуума составляет 2·10-1 м3. После установки изделия в термовакуумную камеру 1 производят её герметизацию, затем включают форвакуумный насос 6 и, далее, открывают вентили 7, 8 и электроклапан 9. Производят форвакуумную откачку термовакуумной камеры 1 и аккумулятора вакуума 4 до значений форвакуума около 10 Па. Электроклапан 9 используют в качестве предохранительного (отсечного), который, в случае аварийной остановки форвакуумного насоса 6 автоматически перекрывает откачную магистраль. После форвакуумной откачки термовакуумной камеры 1 и аккумулятора вакуума 4 включают турбомолекулярный насос 3 и доводят давление в термовакуумной камере 1 до 10-4 Па. После достижения предварительного вакуума включают нагрев камеры 1, поднимают рабочую температуру до заданных значений и поднимают значения вакуума в термовакуумной камере 1 до 10-5 Па. При достижении указанного вакуума в термовакуумной камере 1, производят перекрытие электроклапана 9 и вентиля 8. После этого форвакуумный насос 6 выключается. С этого момента аккумулятор вакуума 4 обеспечивает работу турбомолекулярного насоса 3 в качестве форвакуумного насоса 6 до окончания технологического процесса. Форвакуумной откачки аккумулятора вакуума 4 достаточно для бесперебойной работы турбомолекулярного насоса 3 в течение 14 суток, обусловленных требованиями технологического процесса. Example. Designed and manufactured high-vacuum system (Fig.1) for evacuation and outgassing EVP, which includes the following main elements: as a
При необходимости, аккумулятор вакуума 4 обеспечивает непрерывную работу вакуумной системы в течение периода, многократно превышающий требования технологического процесса. If necessary, the vacuum accumulator 4 ensures continuous operation of the vacuum system for a period many times exceeding the requirements of the process.
При многомесячной непрерывной работе высоковакуумной системы возможно, в случае необходимости, кратковременное включение форвакуумного насоса 6, открывание электроклапана 9 и вентиля 8 для улучшения форвакуума в аккумуляторе вакуума 4 с последующим перекрыванием вентиля 8, электроклапана 9 и выключением форвакуумного насоса 6. During many months of continuous operation of the high-vacuum system, it is possible, if necessary, to briefly turn on the
Таким образом, при работе высоковакуумной системы удалось добиться значительного сокращения времени работы и износа форвакуумного насоса. Время его работы было сокращено с 14 суток до нескольких часов. За счет этого была получена значительная экономия электроэнергии и ресурса форвакуумного насоса, а также снижена трудоемкость технологического процесса.Thus, during the operation of the high-vacuum system, it was possible to achieve a significant reduction in the operating time and wear of the foreline pump. Its working time was reduced from 14 days to several hours. Due to this, significant savings in electricity and the resource of the fore vacuum pump were obtained, as well as the labor intensity of the technological process was reduced.
Кроме этого, была разработана и изготовлена высоковакуумная система для вакуумирования и обезгаживания ЭВП (фиг.2), в которой в качестве форвакуумного насоса использован роторно-пластинчатый насос модели Pascal 2021SD c номинальной производительностью 20,7 м3/ч и предельным давлением откачки 1·10-2Па. In addition, a high-vacuum system for evacuating and degassing EVP was developed and manufactured (figure 2), in which a rotary vane pump of the Pascal 2021SD model with a nominal capacity of 20.7 m 3 /h and a maximum pumping pressure of 1· was used as a backing pump. 10 -2 Pa.
Для уменьшения негативного воздействия на чистоту вакуума масляного уплотнения насоса совместно с форвакуумным насосом использовалась криогенная ловушка.A cryogenic trap was used in conjunction with the foreline pump to reduce the negative impact on pump oil seal vacuum cleanliness.
Для охлаждения криогенной ловушки применялся жидкий азот. На высоковакуумной системе также было достигнуто повышение надежности и качества длительной откачки и вакуумирования ЭВП, экономия ресурса ФВН, снижение неустранимого брака, упрощение конструкции вакуумного системы, снижение стоимости технологического процесса.Liquid nitrogen was used to cool the cryogenic trap. On the high-vacuum system, an increase in the reliability and quality of long-term pumping and evacuation of the EVP, saving the life of the FVN, reducing the irremovable defects, simplifying the design of the vacuum system, and reducing the cost of the technological process were also achieved.
Claims (12)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2789162C1 true RU2789162C1 (en) | 2023-01-30 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU145689A1 (en) * | 1961-07-22 | 1961-11-30 | Е.Н. Мартинсон | Method of high vacuum gas pumping from atmospheric pressure |
US4504194A (en) * | 1982-05-24 | 1985-03-12 | Varian Associates, Inc. | Air lock vacuum pumping methods and apparatus |
EP1367260A2 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-03 | The BOC Group plc | A vacuum pumping system and method of controlling the same |
US9062671B2 (en) * | 2010-08-24 | 2015-06-23 | Ford Global Technologies, Llc | Method and device for controlling a vacuum apparatus |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU145689A1 (en) * | 1961-07-22 | 1961-11-30 | Е.Н. Мартинсон | Method of high vacuum gas pumping from atmospheric pressure |
US4504194A (en) * | 1982-05-24 | 1985-03-12 | Varian Associates, Inc. | Air lock vacuum pumping methods and apparatus |
EP1367260A2 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-03 | The BOC Group plc | A vacuum pumping system and method of controlling the same |
US9062671B2 (en) * | 2010-08-24 | 2015-06-23 | Ford Global Technologies, Llc | Method and device for controlling a vacuum apparatus |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Е.П. Шешин. Вакуумные технологии: Учебное пособие / Е.П. Шешин - Долгопрудный: Издательский Дом "Интеллект", 2009. Стр.412-428. Табл.6.1, п.1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180112666A1 (en) | Vacuum pump system | |
EP3499153B1 (en) | Cooling system | |
JP2005330967A (en) | Vacuum pump system for light gas | |
RU2638489C2 (en) | Compressor with balance of axial force and method of balancing | |
CN104132786B (en) | A kind of quick-speed leak detection method suitable for UHV | |
US20200319053A1 (en) | Leak detector for checking the sealing tightness of an object to be tested | |
CN105673461A (en) | Unit forevacuum and leak detector integration system for molecular pump | |
RU2789162C1 (en) | High vacuum system for industrial and laboratory installations | |
GB2609962A (en) | Leak detection of vacuum systems | |
RU2728446C2 (en) | Mass spectrometric leak detector with turbomolecular pump and booster pump on common shaft | |
Svichkar et al. | Calculation method of pumping characteristics of high-vacuum system with turbomolecular vacuum pump | |
CN205401060U (en) | Forvacuum of molecular pump unit and molecular pump leakage detector integrated system | |
CN113820069B (en) | Auxiliary device and method for testing stability of capacitive vacuum gauge | |
Hilleret | Mechanical pumps | |
JP3776467B2 (en) | Exhaust network | |
CN209894400U (en) | Performance detection device of high-vacuum cold cathode ionization gauge | |
RU2731136C1 (en) | Method for improving operating reliability of a sealed compartment equipment cooling system | |
JP2020143646A (en) | Cryopump and method for regenerating cryopump | |
Grinham et al. | Vacuum System Evacuation to Base Pressure: Are there benefits pumping through a separate foreline? | |
CN116142637B (en) | Workpiece inflation method | |
JPS61236971A (en) | Sealing method for magnetic fluid seal | |
CN219472374U (en) | Molecular pump pre-vacuumizing system | |
RU213172U1 (en) | Vacuum system for testing electrophysical devices | |
US1940857A (en) | Secondary vacuum system | |
CN108318376B (en) | Method for judging gas yield of sealed cesium-beam tube material |