Советы по выбору вакуумных насосов
Вакуумные насосы служат в главном для 2-ух целей. 1-ая заключается в получении может быть более высочайшего вакуума в устройствах, отпаиваемых от насосов. 2-ая сводится к тому, чтоб поддерживать может быть более высочайший вакуум в системе методом ее непрерывной откачки.
В процессе сотворения разрежения в хоть какой вакуумной системе можно установить два главных вида течения газа по трубопроводу:
а) в исходной стадии откачки, когда при помощи насосов происходит удаление основной массы газа и давление в системе достаточно резко падает, имеет место нестационарное течение газа либо же так именуемый квазистационарный поток (при котором не будучи неизменным по времени, поток все таки в каждый момент остается схожим для хоть какого сечения трубопровода);
б) в процессе предстоящей откачки системы, когда давление в ней установилось и поддерживается на определенном уровне, имеет место стационарное течение газа. Стационарное течение газа будет, к примеру, в этом случае, когда в откачиваемом объеме выделяется либо натекает в него снаружи такое же количество газа, которое за этот период времени удаляется насосом из вакуумной системы.
Проектирование вакуумной установки, обычно, начинается с выбора высоковакуумного насоса, который почти во всем определяет быстроту откачки системы в этом случае, когда насос своим входным отверстием может быть конкретно присоединен к объекту откачки без всякого трубопровода либо же при использовании довольно недлинного и широкого трубопровода. В качестве примера вакуумных установок, в каких откачиваемый объект можно конкретно присоединить к насосу, следует указать вакуумные печи различного предназначения, установки для прокаливания железных деталей токами высочайшей частоты с целью их обезгаживания, установки для катодного распыления, для нанесения покрытий под вакуумом и т. д.
В этом случае, когда откачка какого-нибудь прибора сопровождается насыщенным прогревом его деталей, быстрота деяния насоса в большинстве случаев выбирается, исходя из требуемого времени обезгаживания. Для определения быстроты разрежения вакуумной системы в данном случае нужно вычислить общее количество газов (в литрах либо куб. сантиметрах), выделяемых с поверхности стеклянных либо глиняних деталей и из толщи железных деталей, привести этот объем к тому давлению и температуре, при которых делается откачка, и поделить на требуемое время обезгаживания.
Вычислив быстроту разрежения вакуумной системы и проводимость соединительного трубопровода, несложно подсчитать, какой быстротой деяния должен владеть высоковакуумный насос. Необходимо, чтоб насос успевал откачивать выделяющиеся газы, по другому может произойти возрастание давления в приборе, что значительно усугубляет процесс газоотдачи. При всем этом следует учесть, что нередко газоотделение идет скачками (пикообразно, зависимо от быстроты нарастания температуры), потому насос нужно выбирать с неким припасом производительности.
Что касается насоса подготовительного разрежения, созданного для совместной работы с высоковакуумным насосом, то к нему предъявляются, в главном, два требования:
1. Создание разрежения, нужного для обычной работы высоковакуумного насоса.
2. Быстрота деяния насоса подготовительного разрежения при допустимых выпускных давлениях должна быть, по последней мере, достаточна для удаления газа, выкидываемого высоковакуумным насосом.
Если откачиваемый прибор присоединен к насосу через трубопровод с узенькой перетяжкой, поперечник которой обычно выбирается из критерий удобства отпайки прибора после откачки, то на самом деле дела быстрота разрежения вакуумной системы в данном случае определяется в главном не быстротой деяния насоса, а пропускной способностью более узенькой части трубопровода (перетяжки). Так как хоть какой из используемых насосов обычно имеет быстроту деяния, в пару раз превосходящую пропускную способность этой перетяжки, то в этом случае высоковакуумный насос выбирается с таковой быстротой деяния чтоб коэффициент использования насоса был по способности максимален.
Стационарное течение газа имеет место также при непрерывной откачке таких устройств, как электрические микроскопы, ртутные выпрямители, разборные генераторные лампы, масс-спектрометры и т. п., в каких нужно поддерживать может быть более низкое давление при установившейся скорости натекания и газовыделения. Так как эти приборы в главном изготовляются из металла и имеют сварные швы, также резиновые либо железные уплотнительные прокладки, то следует учесть, что разборные вакуумные установки такового рода никогда не бывают совсем герметичными, а проникновение газа через течи делает дополнительную нагрузку на насосы.
К примеру, через отверстие, имеющее площадь всего только 0,0003 мм2, просачивается в аппаратуру 0,1 г воздуха в час. При выборе размеров соединительных трубопроводов в стационарных установках для откачки огромных объемов следует управляться также соображениями экономичности. Наличие высоковакуумных коммуникаций может снижать быстроту деяния насоса на 40-60%, в то время как в низковакуумных коммуникациях не следует допускать понижения быстроты деяния механического насоса более чем на 5-10%.
Дело в том, что механические насосы существенно дороже обычных низковакуумных коммуникаций, состоящих обычно из труб поперечником 20-60 мм. Что касается цены пароструйного насоса, то она оказывается примерно равной цены высоковакуумной коммуникации, в состав которой обычно входят дорогостоящий высоковакуумный затвор и азотная ловушка, существенное повышение габаритных размеров которых нецелесообразно.
Как уже указывалось, в этом случае, когда при помощи вакуумного насоса удаляется основная масса газа и давление в системе достаточно стремительно падает, имеет место так именуемый квазистационарный поток, примером которого может служить процесс откачки газа от атмосферного давления до величины предельного вакуума, создаваемого механическим насосом. Выбор механического насоса в данном случае довольно прост. Для этой цели, исходя из общего объема всей системы, выбирается насос с таковой быстротой деяния, чтоб за определенное время можно было получить в системе подходящий вакуум.
Б.С. Данилин