Навигация:
- Гелиевый течеискатель
- Турбомолекулярные насосы
- Спиральный насос
- Форвакуумный насос
- Вакуумметры
- Вакуумные камеры
Все вакуумные системы и агрегаты являются совокупностью нескольких отдельных установок, которые друг без друга не могут создать полноценный комплекс для выполнения вакуумных работ. Вакуумное оборудование, из которого состоят те или иные системы имеет широкий диапазон модификаций, благодаря чему, имеется возможность сборки агрегатов для любого типа производства.
Виды оборудования:
- Оборудование для откачки турбомолекулярным способом. Оборудование, которое уже готово к эксплуатации. Применяется для разряжения воздуха в середине вакуумной системы до состояния высокого вакуума. Устройство не предназначено для перекачки агрессивных газов, а также не способно наполнить систему кислородом, насыщенность которого выше, чем вне агрегата;
- Всевозможные клапаны и фитинги. Они являются неотъемлемой частью любой вакуумной системы. С помощью данного вида комплектующего производится отсекание, подача, отсос и прочие манипуляции с воздухом, газами и сыпучими смесями. Управление исполняется в трёх вариантах: ручное, электропневматическое, электромагнитное. По типу открывания клапаны бывают шаровыми, дисковыми и лепестковыми.
- Измерительное оборудование. Служит для контроля над производственными процессами как отдельных рабочих мест, так и предприятий в целом. Позволяет настраивать, диагностировать и снимать замеры любых показателей во время работы вакуумной системы. Существует оборудование, способное снимать показатели в диапазоне от 1 тысячи до 12 мбар;
- Фланцевые соединительные системы. Обеспечивают надёжную герметизацию всех соединений, при условии использования резиновых и медных уплотнителей;
- Течеискатели. Специальные устройства для обнаружения утечки давления в вакуумных системах. Оборудование способно обнаружить место разгерметизации как с помощью щупа, так и вакуумным способом. Точность и время отклика показателей очень высоко, но только в тех приборах, которые изготовлены надёжными производителями.
- Калибровочные устройства. Призваны в автоматическом режиме регулировать все датчики в системе. Калибровка задаётся программно и заблаговременно, в соответствии с необходимыми показателями конкретного производства;
- Вакуумные насосы. Обеспечивают подачу или откачку воздуха и газов. Создают вакуум в системах с разной степенью давления. Существуют роторные, спиральные, диафрагменные и другие виды насосов. В зависимости от предназначения устройства их производят с масляным наполнением и без;
Гелиевый течеискатель
Это приборы, которые предназначены для выявления течи, определения её локализации и определения уровня утечки. Параметры работы таких приборов разделяются на косвенное считывание информации и на прямое, посредством физического внедрения в вакуумную систему или отдельный агрегат.
Его ещё называют масс-спектрометром, который использует тестовый газ – гелий. Этот газ имеет малую молекулярную массу и отличную сорбционность, что позволяет веществу легко проникать в самые маленькие щели. Безопасность в использовании гелия в качестве индикатора утечки обеспечивает его инертность. У любого измерительного прибора существуют сторонние помехи, которые дают погрешность в определении показаний, но из-за того, что молекулы гелия содержатся в воздухе, эти погрешности минимальны.
Гелиевый масс-спектрометр имеет магнитную индукцию, что позволяет определять количество ионов с высокой чувствительностью до 7,4х10-6 А/Па.
Турбомолекулярные насосы
Турбомолекулярный насос — один из видов вакуумных насосов, служащий для создания и поддержки высокого вакуума. Действие турбомолекулярного насоса основано на сообщении молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости в направлении откачки вращающимся ротором. Ротор состоит из системы дисков. Вакуум, создаваемый турбомолекулярным насосом, — от 10 −2 Па до 10−8 Па (10−10 мбар; 7.5 −11 мм рт ст). Скорость вращения ротора — десятки тысяч оборотов в минуту. Для работы требует применения форвакуумного насоса.
Турбомолекулярные насосы (ТМН) позволяют получать средний, высокий и сверхвысокий вакуум с остаточными газами, молекулярная масса которых меньше 44.
ТМН представляет собой многоступенчатый осевой компрессор, роторные и статорные ступени которого снабжены плоскими наклонными каналами вдоль радиуса лопатками. При вращении роторных ступеней с высокой скоростью происходит откачка молекул газа из-за их различной вероятности перехода через наклонные каналы ступеней в прямом и обратном направлениях.
ТМН рассчитан на работу в условиях молекулярного режима течения газа. Для обеспечения работоспособности ТМН необходимо обеспечить на выходе из его последней ступени молекулярный режим течения газа любым насосом предварительного разрежения (форвакуумным насосом) с выхлопом в атмосферу.
Молекулярный насос (МН) состоит из молекулярных ступеней, установленных на одном роторе. Для обеспечения его работоспособности возможно применение форвакуумного насоса (в зависимости от конструкций ступеней МН).
Гибридный ТМН (ГТМН) содержит первые ступени от турбомолекулярного насоса, а последние ступени от молекулярного насоса. Роторные ступени ГТМН закреплены на общем валу. Назначение молекулярных ступеней — обеспечить нормальную работу последним ступеням ТМН при повышении давления на входе в ТМН, а также возможность применения более дешёвых одноступенчатых форвакуумных насосов с большим предельным давлением.
Спиральный насос
В базовом принципе работы спиральных вакуумных насосов лежит одновременная работа закрепленной и орбитальной спирали. Орбитальная спираль движется изнутри неподвижной. Это приводит к созданию крутящего перекачивающего перемещения, в процессе которого газ перемещается от краёв спирали, вслед за тем, данный газ сдавливается меж спиралями и оказывается в центре спирали. Подобный принцип воздействия, не нуждается практически ни в какой смазке, что в итоге способствует сухому сжатию. Из-за того, что подшипники отделены от компрессионной камеры, то перекачиваемый газ не имеет возможность быть загрязнен смазкой подшипников и остается абсолютно чистым. Вдобавок, герметичная система препятствует загрязнению перекачиваемого газа находящимся вокруг воздухом. Процесс технического сервиса ограничивается сменой концевых уплотнений спиралей. Оператор имеет возможность организовать этот процесс в течение всего нескольких минут без применения каких-то особых инструментов.
Форвакуумный насос
Форвакуумный масляный насос предназначен для откачивания воздуха и газа (которые не вступают в реакцию с маслом и материалами деталей насоса) и парогазовой смеси, предварительно очищенной от разного рода примеси и влаги, также для того чтобы поддержать уровень низкого и среднего вакуума в герметичном объеме. Форвакуумные насосы чаще всего применяется в химическом производстве, металлургии, в медицине, науке и многих других областях применения. К примеру, такие агрегаты используют, когда производят электронно-лучевые и неоновые трубки, различные лампы, центрифуги и так далее.
Вакуумметры
Этот прибор ещё называют вакуумным манометром, он служит для измерения уровня давления вакуума и газов, находящихся в вакуумной среде. Впервые, вакуумметры понадобились после мирового признания о существовании вакуума. Начало вакуумных измерений было положено венецианским изобретателем Леонардо Да Винчи. Он создал пьезометрическую трубу, с помощью которой смог измерить давление водопроводной трубе. Но более предусмотрительней был его коллега Эванджелиста Торричелли, который запатентовал вакуумметр для измерения давления жидкостей и их движения в 1643 году. В U-образном вакуумметре главным элементом является ртуть, но из-за ограничения её количества в приборной трубке, определить давление ниже 10 Па невозможно.
Виды вакуумметров и вакуумных датчиков
Ввиду того что газ бывает парциальным, многокомпонентным или однородным, применяются разные типы вакуумметров. Ими можно мерить как абсолютное давление в вакууме, так и разность давления внутри системы с атмосферным. А также имеет значение, где именно будет происходить снятие показаний, точечно или обобщенно.
Вакуумные камеры
Конструкция представляет собой герметичную камеру с вакуумной средой. Вакуум создаётся при помощи насоса, который откачивает воздух или газ, понижая при этом давление внутри камеры до необходимого уровня. Изготавливаются такие конструкции из нержавеющей стали, алюминия, латуни, меди, стекла, оргстекла и других материалов, стойких к окислению. Способ соединения стенок камеры между собой бывает сварным и фланцевым (фиксация углов планками с уплотнителем).
В зависимости от предназначения вакуумной камеры, она может иметь разного рода подводы, каналы для подключения дополнительного оборудования, окошки для наблюдения за происходящими внутри процессами и бункеры-дозаторы. В большинстве случаев камера представляет собой отдельно стоящую конструкцию, которая является составляющей вакуумного агрегата. Если устройство используется в металлургии для плавки металлов, то его корпус изготавливается из листовой стали, облицованной огнеупорным кирпичом.
Применение вакуумных камер
Наиболее распространёнными мероприятиями, где применяются вакуумные камеры:
- Тестирование различных предметов и испытания химических элементов;
- Немалую роль устройство играет в космических испытаниях, в камерах проводятся тесты на реакцию необходимых предметов в космосе при их попадании в вакуумную среду;
- Литейное производство сплавов металла;
- Напыление твёрдыми веществами на различные поверхности;
- Пайка микропроцессоров и микросхем;
- Дегазация примесей веществ и жидкостей;