Сделай Сам Свою Работу на 5

Выбор механического насоса





Выбор вакуумных насосов по расчетам их быстроты откачки

 

Выбор высоковакуумного насоса

Исходные данные:

1. Суммарное газовыделение и натекания Q=5,6*10-43*Па)/с;

2. Рабочее давление Р1= 10 - 3 Па.

Для расчета возьмём вакуумную систему, обеспечивающую возможность получения среднего и высокого вакуума. Для создания среднего и высокого вакуума подходят следующие типы насоса:

- турбомолекулярный вакуумный насос (Рпр =10-7 Па);

- гетероионный вакуумный насос (Рпр =10-8Па);

- магниторазрядный вакуумный насос (Рпр =10-8 Па);

- паро – масленый вакуумный насос (Рпр =10-6 Па).

Выбираем гибридный турбонасос на магнитном подвесе серии АТН-М с предельным остаточным давлением 10-8Па.

Эффективную быстроту откачки в откачиваемом объекте определяем по формуле [1]

 

Sэф1 = Q/Р1=5,6*10 -4/10 -3 =0,56 м3/с.

Для нахождения номинальной быстроты действия воспользуемся формулой:

Sm1 = = 5,6*10 -4/(0,5*10 -3- 10- 8) = 1,14 м3/с,

где Рпр1 =10 -8 Па – предельное давление насоса,

Р1=10 - 3 Па - рабочее давление в камере,

Кu1 =0,5 – коэффициент использования насоса.

 

Ближайший по быстроте действия гибридный турбонасос на магнитном подвесе серии АТН-М имеет следующие параметры.



(Таблица 1.1.1):

 

Таблица 1.1. Характеристики Турбомолекулярного насоса АТН-М

 

Турбомолекулярный насос АТН-М Представлен на Рисунке 1.1 Насосы серии АТН-М относятся к классу больших гибридных турбонасосов и сочетают в себе две последовательно выстроенные ступени: турбомолекулярную и молекулярную. Первая ступень обеспечивает высокую скорость откачки и глубокое разряжение, а вторая - большие степени сжатия и широкий диапазон допустимых давлений на фланце выхлопа.

 

Ротор всех насосов этой серии имеет магнитный подвес, что исключает применение смазки и делает серию АТН-М абсолютно безмасляной. Это же обстоятельство, в отличие от насосов на подшипниках качения, обеспечивает отсутствие трения. Таким образом, насосы серии АТН-М, при использовании их в чистых процессах, не требуют периодического обслуживания. Во многих применениях такого рода АТН-М непрерывно работают многие годы без единого вмешательства.

Геометрия поверхностей ротора и статора каждой модели АТН-М вычислена при помощи компьютера. При этом ключевыми условиями были обеспечение большого потока откачиваемого газа при высоком давлении на фланце всасывания (для случаев большого газовыделения в объёме) и способность достигать глубокого разряжения (8*10-9 мбар), а также минимальные гидродинамические потери. Ротор и статор изготавливаются высокоточным фрезерованием (+/- 1 мкм) из цельной заготовки, благодаря чему исключены дисбалансы и остаточные напряжения металла в местах крепления лопастей.



Рисунок 1.1

АТН-М одна из самых надёжных систем в своём классе. Конструкция насоса не имеет механически изнашивающихся деталей, что исключает периодическое обслуживание. Даже в случае аварийного отключения сетевого питания во время вращения ротора система авторотации обеспечит плавную его парковку. При этом не требуется источник бесперебойного питания, так как система использует энергию вращения ротора. Единственный элемент, который может потребовать замены - резервные роликовые подшипники торможения. Они включены в конструкцию насоса на случай непроизвольного отсоединения работающего насоса от контроллера либо обширного прорыва атмосферы в откачиваемый объём. В этих двух экстренных случаях резервные подшипники обеспечат безопасное торможение ротора. Ресурс подшипников - до 10 торможений. О необходимости их замены подскажет контроллер.

Основные области применения:

§ - Осаждение покрытий

§ - плавильные печи

§ - глубокое травление микромеханических элементов

§ - ионная ректификация

§ - ионное травление

§ - электронная микроскопия



§ - имитация космического пространства

§ - ускорители частиц

§ - производство полупроводников

§ - научные исследования и т.п.

Система автоматической балансировки рис.1.2:

Рисунок 1.2

 

Роторы насосов серии АТН-М снабжены системой автоматической балансировки по 5-ти осям. Балансировки осуществляются в реальном времени. Контроллер обнаруживает дисбаланс, сравнивая показания датчика положения по каждой из осей с эталонным банком данных и вырабатывает управляющий сигнал на соответствующее изменение тока в электромагнитах. Автоматическая балансировка позволяет насосу эффективно работать даже в условиях интенсивного осаждения загрязнений на лопастях и исключить возникновение вибраций.

Система предотвращения внутренних конденсаций рис 1.3

 

Рисунок 1.3

Продувка инертным газом является стандартной системой для всей серии АТН-М. Её следует задействовать в случае откачки тех сред, которые содержат коррозионные газы либо легкоосаждаемые субстанции. При вдувании, инертный газ проходит через область подшипников и соединяется с откачиваемой средой на уровне нижнего фланца молекулярной ступени, препятствуя, таким образом, попаданию откачиваемой среды под юбку ротора и, как следствие, возникновению осаждений и коррозии в наиболее чувствительных областях насоса.

Выбор механического насоса

 

Выбираем механический насос для области среднего вакуума. Рабочее давление насоса выбираем по наибольшему выпускному давлению гибридного турбонасоса на магнитном подвесе (выбранного нами ранее) с коэффициентом запаса φ=2:

Р2= Рпр.р.1/ φ = 27 /2=13,5Па (1.3)

Определяем эффективную быстроту откачки в откачиваемом объекте

Sэф2 = Q/Р2 =5,6*10-4 /13,5 = 0,41*10 -47 м3/с. (1.4)

Номинальная быстрота действия равна:

Sm2 = Q/( Кu2* Р2- Рпр2)= 5,6*10-4 /(0,5* 13,5 -1*10 - 5) = 8,2*10 -5 м3/с, (1.5)

где Рпр2 =1*10 -5 Па – предельное давление насоса,

Р2 = 13,5 Па - рабочее давление в камере,

Кu2 =0,5 – коэффициент использования насоса.

Выбираем пластинчато-роторный насос 2НВР-60Д, который имеет следующие характеристики(Таблица 1.2.1):

 

Таблица 1.2.1.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.