Высоковакуумные пароструйные насосы

В зависимости от рода рабочей жидкости высоковакуумного насоса, входящего в состав агрегатов, последние подразделяются на парортутные и паромасляные. По величине предельного вакуума агрегаты подразделяются на высоковакуумные (10-⁷ мм рт. ст.) и сверхвысоковакуумные (10-⁷ мм рт. ст.).

Парортутные агрегаты

Высоковакуумные парортутные агрегаты представляют собой непро-греваемые откачные установки с однорядными азотными ловушками и с резиновыми уплотнителями в разъемных соединениях. Эти агрегаты предназначены для получения остаточного давления — 1 • 10⁶мм. рт. ст.

Промышленностью выпускается несколько типов парортутных высоко- и сверхвысоковакуумных агрегатов.

Высоковакуумный агрегат РВА-05-1 (рис. 1) состоит из парортуг-ного насоса Н-5СР, ловушки, охлаждаемой жидким азотом, вакуумного затвора D_}-160 с присоединительным патрубком. Затвор имеет электрический привод с дистанционным управлением. Время закрытия затвора 5 сек. Питание ловушки агрегата осуществляется подачей жидкого азота через специальное питательное устройство из стандартного металлического сосуда Дьюара емкостью 15 л.

В высоковакуумный агрегат ВА-2-1Р — рис. 2—входят парортут-ный насос Н-1ТР, затвор D_y-260 с электроприводом и однорядная азотная ловушка.

Ловушки установлены над каждым насосом Н-6ТР. Нижняя ловушка охлаждается фреоном до температуры —38° С, верхняя ловушка охлаждается жидким азотом, подаваемым из стандартного сосуда Дьюара или из индивидуального ожижителя. Агрегат имеет на выпускном патрубке охлаждаемую фреоном ловушку, предназначенную для предотвращения проникновения паров ртути в трубопровод предварительной откачки.

Сверхвысоковакуумные парортутные агрегаты представляют собой откачные установки, прогреваемые до температуры 400—450° С.

В сверхвысоковакуумный агрегат РВА-05-2 (рис. 4) входят насос Н-5СР, однорядная азотная ловушка и прогреваемый затвор -100 с металлическим уплотнением.

Сверхвысоковакуумный агрегат РВА-05-4 (рис. 5 и 6) состоит из парортутного насоса Н-5СР-1, соединенного последовательно с паро-ртутным вспомогательным насосом ДРН-50, ловушки, охлаждаемой фреоном, и двух охлаждаемых жидким азотом ловушек, затвора D_y-100 с металлическим уплотнением. Вся высоковакуумная часть агрегата (ловушки, соединительные патрубки и затвор) при запуске агрегата прогревается до температуры 400—450° С с целью обезгаживания Агрегат позволяет получать предельный вакуум ниже 10-¹⁰ мм рт. ст. Высокое значение наибольшего выпускного давления насоса ДРП-50 (15—20 мм рт. ст.) дает возможность использовать для агрегата водоструйный насос в качестве насоса предварительного разрежения.

Агрегат с водоструйным насосом обеспечивает безмасляную сверхвысоковакуумную откачку до давлений ниже 10^-10 мм рт. ст.

В сверхвысоковакуумный агрегат РВА-1-3 (рис. 7 и 8) входяг высоковакуумный парортутный насос специальной конструкции с быстротой откачки 1000 л/сек и последовательно установленный за ним высоковакуумный насос Н-5СР-1, фреоновая ловушка и двухрядная азотная ловушка. Между высоковакуумными насосами расположены две охлаждаемые водой ловушки, предотвращающие перекачку ртути из насоса в насос. Фреоновая и азотная ловушки, а также присоединительный патрубок агрегата перед его запуском прогреваются до температуры 400—450° С с целью обезгаживания.

	| Агрегаты
Наименование	РВА-05-1	ВА-2-1Р	РВА-6-1	РВА-05-2	РВА-05-4	РВА-1-3
Рабочий диапазон давлений, мм рт. ст.	1 • 10 6 -4-4-1-10-3	1 • 10 6 -4—4-8 • Ю4	1-10-6 -4 -4-2-10- 3	5-Ю”8 -4—4-1-10 3	10-1U-4—4-1 • 10—3	IO 10ч—4-1 10-3
Средняя быстрота откачки воздуха, л{сек	200	400	2000	100	70 (в диапазоне 10-7 -4—103 мм рт. ст.)	200 -400
Предельный вакуум, мм рт. ст.	1 • 10 6	1-10 6	1 • 10-,;	•-5-10-8	-io-10	10-10
Наибольшее выпускное давление, мм рт. ст.	2,0	0,3	2,5	2,0	15-20	2,0
Мощность электронагревателя, кет	1,7	1,3	10	1,7	4,2	3,4
Расход воды, л/час	200	300	650	200	800	600
Расход жидкого азота, л. час	1,9	1,0	6,0	1,2	7,0	7,0
Количество рабочей жидкости, см-	500	1000	5000	500	1200	1700
Рабочая жидкость	Р-1	р-1	Р-1	Р-1	Р-1	Р-1
Вес, кг	195	200	1300	188	510	500
Диаметр условного прохода, мм. впускного патрубка	160	260	500	100	100	380
выпускного патрубка	30	50	50	30		30
Высота от оси впускного патрубка, мм	1185	1120	2200	1300	950	2250
Размеры в плане, мм	470 X 930	785 X X 1108	1200 X X 2620	580 X 730	1229 х X 272	1325 X X 1675
Необходимая быстрота откачки вспомогательного насоса, л/сек	0,5	2	10	0,5	0,4	0,5

Примечание 1. Звездочкой отмечен фланец с металлическим уплотнителем.

Паромасляные агрегаты

В серию высоковакуумных паромасляных агрегатов общего назначения входят агрегаты ВА-01-1, ВА-05-4 (рис, 1 и 2), ВА-2-3, ВА-5-4, ВА-8-4 (рис. 3), которые широко используются в разных областях техники и промышленности — электровакуумной, металлургической, химической, пищевой и др., где требуется поддерживать давления в пределах 10 ³ 4-10^-6 мм рт. ст.

Высоковакуумный паромасляный агрегат представляет собой откачную вакуумную систему, состоящую из следующих основных узлов:

— высоковакуумного паромасляного насоса;

— ловушки, охлаждаемой жидким азотом;

— вакуумного затвора.

Агрегаты установлены на раме-тележке, имеют гидрореле для контроля протока охлаждающей воды и электрощиток, предназначенный для подачи электропитания, для сигнализации при перегорании спирали электронагревателя насоса и блокировки, предотвращающей возможность включения электронагревателя насоса при отсутствии протока охлаждающей воды.

В зависимости от конструкции приводов затвора агрегаты подразделяются на следующие виды:

— агрегаты с ручным приводом затвора (Р);

— агрегаты с электроприводом затвора от сети постоянного тока напряжением 24 в (ПС);

— агрегаты с электроприводом затвора от сети переменного тока напряжением 220/380 в (ПР).

При заказе к обозначению типа добавляют соответствующий индекс (ВА-01-1Р; ВА-01-1ПС; ВА-01-1ПР).

Как правило, поставляются агрегаты с электроприводом затвора от сети переменного тока напряжением 220/380 в.

Агрегаты с ручным приводом затвора и с электроприводом от сети постоянного тока напряжением 24 в поставляются по специальному заказу.

Затворы агрегатов позволяют осуществлять дистанционное и ручное управление.

Агрегаты допускают вертикальное и горизонтальное подсоединение к откачиваемому объему.

Ловушки агрегатов ВА-01-1 и ВА-05-4 охлаждаются жидким азотом через стержень, который погружается в сосуд с жидким азотом. Питание жидким азотом ловушек агрегатов типа ВА-2-3, ВА-5-4 и ВА-8-4 осуществляется из стандартного сосуда Дьюара емкостью 15 л при помощи специального питательного устройства, входящего в комплект агрегатов.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наименование	Агрегаты |
	ВА-01-1	ВА-05-4	ВА-2-3	ВА-5-4	ВА-8-4	ВА-05-5	ВА-8-9М
Рабочий диапазон давлений, мм рт. ст.	5-Ю7 л-	5-Ю7 4-	5-Ю7 4-	5-Ю7 4-	5-Ю7— 4-	5-Ю9 4-	5-Ю9 4-
	4-1-103	4-5-104	4-5-1О4	4-5-104	-4-5-10 1	4-5-104	-4-5-104
Средняя быстрота откачки воздуха, л/сек	50	200	500	1200	2500	60	1200
Предельный вакуум, мм рт. ст.	5-107	5-107	г 5-10	-.5-И)7	5-107	5-109	5-109
Наибольшее выпускное давление, мм рт. ст.	0,4	0,15	0,1	0,1	0,1	0,2	0,3
Мощность электронагревателя, кет	0.5	0,7	1,2	2,0	2,8	0,7	3,5
Расход воды, лчас	50	150	200	400	450	200	500
Расход жидкого азота, л/сек	0,12	0,25	1,0	1,0	1,5	2,5	5,0
Количество рабочей жидкости, см-1	100	500	1000	1500	4000	500	4000
Рабочая жидкость	Вакуумное масло ВМ-1
Вес, кг	47	107	200	331	500	250	800
Диаметр условного прохода, мм: впускного патрубка	85	160	260	380	500	125*	500*
выпускного патрубка	17	32	50	50	85	32	80
Высота от оси впускного патрубка, мм	624	917	1117	1310	1535	1000	2040
Высота агрегата, мм	834	1095	1312	1590	1932	1127	2450
Размеры в плане, мм	340 X 542	500 х 800	735 X Н03	821 X 1317	1035 X 1336	611 х 992	1430 X 1495
Необходимая быстрота вспомогательного насоса, л,сек	0,25	2,0	4,0	7,0	15	2,0	15

Примечание. Звездочкой отмечен фланец с металлическим уплотнителем.

Сверхвысоковакуумные паромасляные агрегаты специального назначения представляют собой откачные установки, прогреваемые до 300—400° С.

Агрегат ВА-05-5 (рис. 4 и 5) применяется для откачки электровакуумных изделий повышенной надежности, в установках для получения тонких пленок, для физических исследований, где требуется поддерживать давление в диапазоне от 10^-4 до 10-⁹ мм рт. ст.

Агрегат ВА-05-5 состоит из следующих основных узлов:

— высоковакуумного паромасляного насоса Н-5С-М;

— двухъярусной ловушки;

— вакуумного вентиля D_y-100 с металлическим уплотнителем;

— вакуумного вентиля D_y-25 с металлическим уплотнителем.

Высоковакуумная часть агрегата прогревается до температуры 300° С. Двухъярусная ловушка охлаждается жидким азотом, подача которого производится из стандартного сосуда Дьюара емкостью 15 л.

Привод вентилей D_y-100 и D_y-25 электрический, с дистанционным управлением. Агрегат подсоединяется к откачиваемому объекту переходником, имеющим патрубок для подсоединения через вентиль D_v -25 линии байпасной откачки.

Агрегат оборудован электрощитком, предназначенным для управления агрегатом. Весь агрегат установлен на раме-тележке.

В качестве основного конструкционного материала применяется сталь марки Х18Н9Т.

Сверхвысоковакуумный паромасляный агрегат ВА-8-9М (рис. 6) предназначен для откачки сверхвысоковакуумных установок до остаточного давления 10-⁹ мм рт. ст.

Агрегат ВА-8-9М состоит из следующих основных узлов:

— паромасляного насоса Н-8Т-М с маслоотражателем и гидрореле;

— азотной проточной ловушки;

— вакуумного затвора (D_y-500).

Агрегат установлен на раме-тележке.

В качестве основного конструкционного материала применяется сталь Х18Н9Т.

Действие сорбционных насосов основано на поглощении отачиваемого газа поверхностью какого-либо поглотителя (сорбента). В качестве поглотителя используются пористые вещества с сильно развитой поверхностью (цеолит, активированный уголь и др.), охлажденные до низкой температуры. Насосы с пористыми сорбентами обычно применяются для создания предварительного разрежения, но могут использоваться при соответствующем выборе поглотителя и конструкции насоса и в качестве высоковакуумных насосов.

В другом виде сорбционных насосов поглощающая поверхность создается напылением химически активного металла, обычно титана, образующего прочные соединения с большей частью встречающихся в вакуумных системах газов. Примеси не взаимодействующих с титаном газов, в частности инертных, откачиваются небольшим вспомогательным насосом или удаляются при помощи ионной откачки. В последнем случае насос называют геттерно-ионным.

По способу получения поглощающей пленки металла геттерно-ионные насосы разделяются на испарительно-ионные (ГИН, СТОН) и магниторазрядные (НЭМ, НОРД, ТРИОН). В испарительно-ионных насосах активные пленки образуются путем термического испарения накаленной титановой проволоки или штабика. В магниторазрядных насосах титан распыляется бомбардировкой ионами, образованными в газовом разряде.

Отличительной особенностью сорбционных насосов является отсут-ciBiie рабочей жидкости, что позволяет применять их в тех случаях, когда недопустимо проникновение в откачиваемый объем паров рабочей жидкости или продуктов ее разложения. По той же причине сорбционные насосы могут присоединяться к откачиваемому объему без промежуточных вентилей и ловушек, благодаря чему эффективно используется полная быстрота откачки насоса. Сорбционные насосы бесшумны в работе, не требуют непрерывной работы системы предварительной откачки и, как правило, имеют малое время запуска и остановки.

С другой стороны, сорбционные насосы малоэффективны при откачке объемов с большим содержанием органики (резины, масел и т. п.), при длительной работе в области давлений 10⁴-10³ мм рт. ст., при откачке инертных газов.