Высоковакуумные насосы
Высоковакуумные пароструйные насосы являются наиболее простыми и надежными средствами откачки, позволяющими создавать низкие давления— от 10-4 до 10-12 мм рт. ст. Они широко применяются в производстве радиоламп, ламп накаливания, электроннолучевых трубок, фотоэлементов, газоразрядных и сверхвысокочастотных приборов, в производстве полупроводниковых материалов и сверхчистых тугоплавких металлов, для откачки выпрямителей, электронных микроскопов, установок для нанесения тонких пленок, масс-спектрографов, ускорителей, установок для термоядерных и космических исследований.
Характерной особенностью высоковакуумных насосов является постоянство быстроты действия в широком диапазоне рабочих давлений.
В качестве рабочей жидкости в высоковакуумных насосах применяются ртуть (марка Р-1) и высоковакуумные масла ВМ-1, ВМ-2, ВМ-5 и ВМ-7, сложные эфиры ,,ОФ и ,,ОС, кремнийорганические жидкости ВКЖ-94А, ВКЖ-94Б и ПФМС-2.
Парортутные насосы
Высоковакуумные парортутные насосы до настоящего времени находят широкое применение в промышленности и технике, несмотря на известные недостатки ртути: токсичность, высокую упругость пара при комнатной температуре, обуславливающую необходимость применения низкотемпературных ловушек; высокую химическую активность по отношению к металлам, ограничивающую выбор конструкционных материалов насосов. Они используются для откачки ртутных выпрямителей, газосветных ламп, масс-спекгрометров, ускорителей, установок для термоядерных исследований и т. д.
Широкое распространение парортугных насосов обусловлено рядом их важных достоинств: при использовании низкотемпературных ловушек они позволяют получать чистый вакуум, не загрязняя откачиваемую систему какими-либо побочными газообразными продуктами; очень стабильны в работе, так как ртуть не разлагается в кипятильнике насоса; имеют большой срок службы и мало чувствительны к прорывам атмосферы в насос, если при этом не происходит значительного уноса из него ртути.
Выпускаются высоковакуумные парортутные насосы с быстротой откачки 10, 50, 500, 1500 и 6000 лсек.
Трехступенчатые насосы Н-10Р (рис. 1) и Н-50Р (рис. 2) подобны по конструкции и отличаются высокими технико-экономическими показателями: малыми габаритными размерами и весом, небольшим расходом охлаждающей воды и малыми величинами потребляемой мощности. Вместе с тем они имеют широкий диапазон рабочих давлений (от 10-7 до 10-2 мм рт. ст. при использовании ловушек, охлаждаемых жидким азотом) и высокие значения наибольшего выпускного давления (2 мм рт. ст.). При применении специальных ловушек, охлаждаемых жидким азотом, они обеспечивают получение в прогреваемой системе давления 10-10 мм рт. ст.
Насосы снабжены долговечными электронагревателями закрытого типа, в которых электрическая спираль запрессована в керамическую массу, предохраняющую ее от окисления кислородом воздуха. Материал насоса — нержавеющая сталь Х18Н9Т.
Близким по производительности к насосам Н-10Р и Н-50Р является насос ДРН-50 (рис. 3). Насос имеет высокое значение наибольшего выпускного давления (15—20 мм рт. ст.), что позволяет использовать для него в качестве насоса предварительного разрежения водоструйный насос.
Насос ДРН-50 изготовлен из стали Ст. 3.
Насос ДРН-50 по своим технико-экономическим показателям, как высоковакуумный насос, уступает насосам Н-10Р и Н-50Р. Его рекомендуется применять как бустерный насос для работы в области давлений 10-1-10-2 мм рт. ст. В сочетании с водоструйным насосом он оказывается весьма ценным для создания предварительного разрежения в безмасляных системах откачки.
Для откачки больших объемов до высокого и сверхвысокого вакуума предназначены насосы Н-5СР (рис. 4), Н-6ТР (рис. 5) и Н-1ТР (рис. 6).
Насосы Н-5СР и Н-6ТР четырехступенчатые, сходны по конструкции, имеют сужающиеся книзу конические корпуса и отдельно присоединенные к кипятильникам эжекторные ступени. За эжекторными ступенями установлены охлаждаемые водой дисковые ловушки. Насосы имеют устройства для заливки ртути в котел и слива ее из котла.
Над первыми ступенями насосов во впускном патрубке устанавливаются охлаждаемые водой колпачковые отражатели, предотвращающие рассеивание ртутного пара из струи в откачиваемую систему.
Насосы обладают высокими технико-экономическими показателями. При применении специальных ловушек, охлаждаемых жидким азотом, они позволяют создавать в прогреваемых системах давления ниже 1010 мм рт. ст.
Насосы изготавливаются из стали Х18Н9Т. Наряду с насосом Н-5СР выпускается также его модификация: насос Н-5СР-1, предназначаемый для прогреваемых вакуумных систем и отличающийся тем, что вместо обычного резинового уплотнителя в нем применено прогреваемое уплотнение с медной прокладкой.
Отличным по конструкции от описанных парортутных насосов является трехступенчатый насос Н-1ТР, изготавливаемый из стали 20. Насос обладает сравнительно невысоким наибольшим выпускным давлением (0,3 мм рт. ст.) и потребляет небольшую мощность (1,3 кет).
|
Наименование |
Насосы |
||||||
|
Н-10Р |
Н-50Р |
Н-5СР |
Н-1ТР |
Н-6ТР |
ДРН-50 |
ЭН-100Р |
|
|
Рабочий диапазон давлений, мм рт. ст. |
1-10-74- 4-2-10”2 |
1-107 4-4-1-10” 2 |
1-107 4-4-1•10”3 |
1 • 10 7 4-4-2-10”4 |
1-107 4-4-1-10”3 |
1-10”7 4- 1,0 |
1,5-10”6 4-1,0 |
|
Средняя быстрота откачки воздуха, л/сек |
15-20 |
50-70 |
600 |
1500 |
6000 |
30 при 10”1 мм рт. ст. |
100 при 10-1 мм рт, ст. |
|
Предельный вакуум, мм рт. ст. |
1-10-7 |
1-Ю”7 |
МО”7 |
1-Ю”7 |
1-Ю-7 |
х 1-10- 7 |
х 1.5-10-6 |
|
Наибольшее выпускное давление, мм рт. ст. |
2,5 |
2,5 |
2,0 |
0.3 |
2,0 |
15-20 |
50 |
|
Мощность электрона) ревателя, кет |
0,2 |
0,35 |
1,7 |
1,3 |
5,0 |
2,5 |
4 |
|
Расход воды, л/час |
7 |
25 |
200 |
300 |
650 |
— |
400 |
|
Количество рабочей жидкости, см3 |
35 |
250 |
500 |
1000 |
2500 |
250 |
1500 |
|
Рабочая-жидкость |
р-1 |
Р-1 |
Р-1 |
р-1 |
Р-1 |
Р-1 |
Р-1 |
|
Вес насоса, кг |
1,Д |
3,1 |
70 |
60 |
235 |
25 |
96 |
|
Диаметр условного прохода, мм: впускной патрубок |
3,8* |
60* |
160 |
260 |
500 |
50 |
80 |
|
выпускной патрубок |
8 |
7 |
30 |
50 |
50 |
10 |
80 |
|
Высота, мм |
235 |
272 |
726 |
729 |
1468 |
875 |
1373 |
|
Размеры в плане, мм |
90X160 |
140×212 |
335X435 |
370X500 |
666×720 |
280X280 |
560×570 |
|
Необходимая быстрота откачки вспомогательного насоса, л/сек |
0,4 |
0,35 |
1,5 |
3,0 |
5,0 |
0,4 |
0,6 |
Примечание. Звездочкой отмечен фланец с металлическим уплотнителем.
Паромасляные насосы
Высоковакуумные паромасляные насосы наиболее широко распространены в промышленности, что обусловлено простотой их устройства и надежностью работы. Используемые в насосах в качестве рабочих жидкостей вакуумные масла совершенно безвредны, не взаимодействуют с конструкционными материалами и обладают низкой упругостью пара при комнатной температуре. При помощи высоковакуумных паромасляных насосов можно получать остаточные давления ниже 10-6 мм рт. ст. без применения низкотемпературных ловушек.
Выпускается значительный ассортимент различных высоковакуумных паромасляных насосов как общего, так и специального назначения с быстротой откачки от 5 до 38 000 л/сек.
Насосы общего назначения составляют ряд с быстротой откачки 100 л/сек (Н-1С-2), 500 л/сек (Н-5СМ-1), 1500 л/сек (Н-2Т), 3000 л/сек (Н-5Т) и 6000 л)сек (Н-8Т). Все эти насосы фракционирующие, снабжаются колпачковыми маслоотражателями, имеют алюминиевые трех-и четырехступенчатые паропроводы и корпус из стали 20.
Насосы Н-2Т, Н-5Т и Н-8Т (рис. 1 и 2) — трехступенчатые, идентичны по конструкции, имеют электронагреватели открытого типа.
Насосы Н-1С-2 и Н-5СМ-1 имеют укороченную рубашку водяного охлаждения и улучшенное фракционирование масла в кипятильнике.
Наряду с насосами общего назначения выпускается значительное число типов высоковакуумных паромасляных насосов специального назначения. Так, паромасляные насосы серии ИО-76, насосы ММ-40 и ЦВЛ-100 применяются главным образом в электровакуумной промышленности.
Насосы НВО-40 и НВО-40М (рис. 3) имеют воздушное охлаждение и применяются в масс-спектрометрических тсчеискателях и в других передвижных вакуумных установках. У насоса НВО-40М имеются маслоотражатель и нагреватель закрытого типа с электрической спиралью, запрессованной в керамику.
Насос Н-015С (рис. 4) малогабаритный, предназначен для использования в лабораториях и небольших промышленных установках. Насос имеет маслоотражатель колпачкового типа, запрессованный в корпус и съемный кипятильник для облегчения его очистки; электронагреватель насоса закрытого типа.
Насос Н-1С-Б (рис. 5) имеет маслоотражатель и специальную медную ловушку, охлаждаемую за счет теплопроводности от корпуса насоса. На кипятильник наварена водяная рубашка, позволяющая охлаждать насос за 8—10 мин после выключения нагревателя. Нагреватель закрытого типа. Насос применяется преимущественно в конвейерных линиях откачки электроннолучевых трубок. Может быть использован и в других вакуумных установках, где требуется быстрое охлаждение насоса и предъявляются высокие требования к проникновению масла в откачиваемую систему.
Насос Н-005 (рис. 6) имеет малые габариты, высокое значение наибольшего выпускного давления, широкий диапазон рабочих давлений и предназначен главным образом для установки на автоматах откачки.
Насосы Н-5СМ (рис. 7), Н-2Т-3 (рис. 8), Н-5Т-3 и Н-8ТМ изготавливаются из нержавеющей стали Х18Н9Т и предназначаются преимущественно для откачки сверхвысоковакуумных установок.
Насосы Н-20Т и Н-40Т предназначены для откачки крупных вакуумных установок В качестве выходной ступени насосов используется бустерный насос БН-3.
|
Наименование |
Насосы |
||||
|
11-1 С-2 |
Н-5СМ-1 |
11-2Т |
Н-5Т |
Н-8Т |
|
|
Рабочий диапазон давлений, мм рт. ст. |
5-Ю7 ч—110-3 |
5-Ю7 :5-104 |
3- Ю6 4- 4- 2-10-4 |
З Ю6 4-4-2-10 4 |
3- 10-6 4- 4- 2-104 |
|
Средняя быстрота откачки воздуха, д , сек |
100 |
500 |
1500 |
3000 |
6000 |
|
Предельный вакуум, мм рт. ст. |
5-10-7 |
5-ИГ 7 |
-,3-РГ6 |
3-10”е |
3-НГ 6 |
|
Наибольшее выпускное давление, мм рт. ст. |
0,4 |
0,15 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
Мощность подо ревателя, кит |
0,5 |
0,7 |
1,5 |
2,0 |
2,8 |
|
Расход воды на охлаждение насоса, лас |
50 |
120 |
200 |
350 |
500 |
|
Количество рабочей жидкости, см- |
100 |
500 |
1000 |
1500 |
4000 |
|
Рабочая жидкость |
Вакуумное масло ВМ-1 |
||||
|
Вес, кг |
10 |
26 |
41 |
79 |
148 |
|
Диаметр условного прохода, мм: |
|||||
|
впускного патрубка |
86 |
160 |
260 |
380 |
500 |
|
выпускного патрубка |
17 |
32 |
50 |
50 |
85 |
|
Высота насоса, мм |
365 |
550 |
610 |
800 |
1037 |
|
Размеры в плане, мм |
210X160 |
ззохзоо |
452X370 |
596X537 |
825 x 650 |
|
Необходимая быстрота откачки механического насоса, л,сек |
0,4 |
2,0 |
4,0 |
7,0 |
15,0 |
|
Наименование |
Насосы |
|||||||
|
ММ-40А |
ЦВ.1-100С |
ИО-76 001 |
И О-76 013 |
ИО-76 017 |
ИО-76 012 |
ИО-76 014 |
ИО-76 016 |
|
|
Рабочий диапазон давлений, мм рт. ст. |
5-10-с —4-2-104 |
3- 10 6 4- 4- 3-Ю-4 |
1-10-6 4—4-210-4 |
7-10 7 -4-4-2-10 4 |
71O7 4—Х2-101 |
7-Ю7 4-4-2-10 1 |
7-Ю7 -4-ж2-1О4 |
7-10 н-4-2-10-4 |
|
Средняя быстрота откачки воздуха, л сек |
25 |
100 |
6,2 |
15 |
30 |
60 |
100 |
500 |
|
Предельный вакуум, мм рт ст. |
5-10-6 |
310-6 |
С1.106 |
7-10 7 |
7-10 |
7-107 |
7-10 7 |
7-КГ7 |
|
Наибольшее выпускное давление, мм рт. ст. |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,7-1,0 |
|
Мощность подогревателя, кет |
0,45 |
0,450 |
0,11 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
1,15 |
2,0 |
|
Расход воды на охлаждение насоса (оптимальный), л час |
50 |
50 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
210 |
|
Количество рабочей жидкости, см |
40 |
75 |
30 |
30 |
40 |
50 |
150 |
300 |
|
Рабочая жидкость |
Вакуумное масло ВМ-1 |
|||||||
|
Высота насоса, мм |
455 |
465 |
155 |
300 |
345 |
440 |
480 |
540 |
|
Размеры в плане, мм |
205×116 |
265X130 |
88×72 |
130X82 |
146X96 |
220×116 |
216X172 |
320X220 |
|
Вес, кг |
6,9 |
6,9 |
0,6 |
1,6 |
2,8 |
5,6 |
7,3 |
14,0 |
|
Необходимая быстрота откачки механического насоса, леек |
0,2 |
0,4 |
0,007 |
0,007 |
0,015 |
0,03 |
0,05 |
0,16 |
