Главная / Статьи / Промышленные насосы / |
Рекомендации по выбору вакуумных насосов
Вакуумные насосы служат в основном для двух целей. Первая заключается в получении возможно более высокого вакуума в приборах, отпаиваемых от насосов.
Вторая сводится к тому, чтобы поддерживать возможно более высокий вакуум в системе путем ее непрерывной откачки.
В процессе создания разрежения в любой вакуумной системе можно установить два основных вида течения газа по трубопроводу:
а) в начальной стадии откачки, когда с помощью насосов происходит
удаление основной массы газа и давление в системе довольно резко падает, имеет
место нестационарное течение газа или же так называемый квазистационарный поток
(при котором не будучи постоянным по времени, поток все же в каждый момент остается
одинаковым для любого сечения трубопровода);
б) в процессе дальнейшей откачки системы, когда давление в ней установилось и поддерживается на определенном уровне, имеет место стационарное течение газа. Стационарное течение газа будет, например, в том случае, когда в откачиваемом объеме выделяется или натекает в него извне такое же количество газа, которое за это время удаляется насосом из вакуумной системы.
Проектирование вакуумной установки, как правило, начинается с выбора высоковакуумного насоса, который во многом определяет быстроту откачки системы в том случае, когда насос своим входным отверстием может быть непосредственно присоединен к объекту откачки без всякого трубопровода или же при использовании достаточно короткого и широкого трубопровода. В качестве примера вакуумных установок, в которых откачиваемый объект можно непосредственно присоединить к насосу, следует указать вакуумные печи различного назначения, установки для прокаливания металлических деталей токами высокой частоты с целью их обезгаживания, установки для катодного распыления, для нанесения покрытий под вакуумом и т. д.
В том случае, когда откачка какого-либо прибора сопровождается интенсивным прогревом его деталей, быстрота действия насоса чаще всего выбирается, исходя из требуемого времени обезгаживания. Для определения быстроты разрежения вакуумной системы в этом случае необходимо вычислить полное количество газов (в литрах или куб. сантиметрах), выделяемых с поверхности стеклянных или керамических деталей и из толщи металлических деталей, привести этот объем к тому давлению и температуре, при которых производится откачка, и разделить на требуемое время обезгаживания.
Вычислив быстроту разрежения вакуумной системы и проводимость соединительного трубопровода, нетрудно подсчитать, какой быстротой действия должен обладать высоковакуумный насос. Нужно, чтобы насос успевал откачивать выделяющиеся газы, иначе может произойти возрастание давления в приборе, что существенно ухудшает процесс газоотдачи. При этом следует учитывать, что часто газоотделение идет скачками (пикообразно, в зависимости от быстроты нарастания температуры), поэтому насос надо выбирать с некоторым запасом производительности.
Что касается насоса предварительного разрежения, предназначенного для совместной работы с высоковакуумным насосом, то к нему предъявляются, в основном, два требования:
1. Создание разрежения, необходимого для нормальной работы высоковакуумного насоса.
2. Быстрота действия насоса предварительного разрежения при допустимых выпускных давлениях должна быть, по крайней мере, достаточна для удаления газа, выбрасываемого высоковакуумным насосом.
Если откачиваемый прибор присоединен к насосу через трубопровод с узкой перетяжкой, диаметр которой обычно выбирается из условий удобства отпайки прибора после откачки, то по сути дела быстрота разрежения вакуумной системы в этом случае определяется в основном не быстротой действия насоса, а пропускной способностью наиболее узкой части трубопровода (перетяжки). Поскольку любой из применяемых насосов обычно имеет быстроту действия, в несколько раз превышающую пропускную способность этой перетяжки, то в данном случае высоковакуумный насос выбирается с такой быстротой действия чтобы коэффициент использования насоса был по возможности максимален.
Стационарное течение газа имеет место также при непрерывной откачке таких приборов, как электронные микроскопы, ртутные выпрямители, разборные генераторные лампы, масс-спектрометры и т. п., в которых необходимо поддерживать возможно более низкое давление при установившейся скорости натекания и газовыделения. Поскольку эти приборы в основном изготовляются из металла и имеют сварные швы, а также резиновые или металлические уплотнительные прокладки, то следует учитывать, что разборные вакуумные установки такого рода никогда не бывают совершенно герметичными, а проникновение газа через течи создает дополнительную нагрузку на насосы.
Например, через отверстие, имеющее площадь всего лишь 0,0003 мм2, проникает в аппаратуру 0,1 г воздуха в час. При выборе размеров соединительных трубопроводов в стационарных установках для откачки больших объемов следует руководствоваться также соображениями экономичности. Наличие высоковакуумных коммуникаций может снижать быстроту действия насоса на 40-60%, в то время как в низковакуумных коммуникациях не следует допускать снижения быстроты действия механического насоса более чем на 5-10%.
Дело в том, что механические насосы значительно дороже простых низковакуумных коммуникаций, состоящих обычно из труб диаметром 20-60 мм. Что касается стоимости пароструйного насоса, то она оказывается приблизительно равной стоимости высоковакуумной коммуникации, в состав которой обычно входят дорогостоящий высоковакуумный затвор и азотная ловушка, значительное увеличение габаритных размеров которых нецелесообразно.
Как уже указывалось, в том случае, когда с помощью вакуумного насоса удаляется основная масса газа и давление в системе довольно быстро падает, имеет место так называемый квазистационарный поток, примером которого может служить процесс откачки газа от атмосферного давления до величины предельного вакуума, создаваемого механическим насосом. Выбор механического насоса в этом случае достаточно прост. Для этой цели, исходя из общего объема всей системы, выбирается насос с такой быстротой действия, чтобы за определенное время можно было получить в системе нужный вакуум.
Б.С. Данилин
Запрос цены, информации:
+7 (347) 281-65-13
+7 (347) 216-65-13
Идёт загрузка...