- •Криовакуумная техника
- •Лекция №1
- •1.1. Понятие о вакууме
- •1.2. Степени вакуума
- •Лекция №2
- •2.1. Вывод уравнения состояния для идеального газа
- •2.2. Законы идеальных газов
- •2.3. Испарение и конденсация
- •2.4. Термины и определения вакуумной техники
- •Лекция №3
- •3.1. Расчетные понятия вакуумной техники
- •3.2. Понятие о процессе откачки газа из вакуумной системы
- •3.3. Режимы течения газа по трубопроводу
- •Лекция №4
- •4.1. Взаимодействие газов с твердыми телами
- •4.2. Основные понятия теории массообмена
- •Лекция №5
- •5.1. Перенос теплоты в вакууме
- •5.2. Вязкость газов
- •Лекция №6
- •6.1. Тепловые нагрузки на криогенные вакуумные насосы
- •6.2. Классификация вакуумных насосов
- •6.3. Области действия вакуумных насосов
- •6.4. Объемные вакуумные насосы
- •6.4.1. Поршневые насосы
- •6.4.2. Жидкостно-кольцевые насосы
- •6.4.3. Роторные вакуумные насосы
- •Лекция №7
- •7.1. Молекулярные вакуумные насосы
- •7.2. Струйные вакуумные насосы
- •Лекция №8
- •8.1. Ионные вакуумные насосы
- •8.2. Испарительные насосы
- •8.3. Криогенные вакуумные насосы
- •Лекция №9
- •8.1. Криоадсорбционные вакуумные насосы
- •8.2. Криоконденсационные вакуумные насосы
- •Лекция №10
- •10.1. Конструкция криоконденсационных насосов
- •10.2. Другие типы сорбционных вакуумных насосов
- •Лекция №11
- •11.1. Техника измерения общего и парциального давлений газа
- •Лекция №12
- •12.1. Специфика измерения вакуума при низких температурах
- •12.2. Герметичность вакуумных систем
- •12.3. Измерение и контроль основных параметров вакуумных насосов
- •Лекция №13
- •13.1. Запорно-регулирующая арматура вакуумных систем
- •13.2. Элементы вакуумных систем
- •13.3. Ловушки
- •Лекция №14
- •14.1. Типовые схемы вакуумных установок
- •Лекция № 15
- •15.1. Методика расчета вакуумных систем
- •Лекция №16
- •16.1. Выполнение принципиальных вакуумных схем
12.3. Измерение и контроль основных параметров вакуумных насосов
При изготовлении и эксплуатации вакуумных насосов возникает необходимость в периодической проверке основных эксплуатационных параметров насосов. Как уже упоминалось к таким параметрам относят быстроту действия, предельное остаточное давление, наибольшее впускное и наибольшее выпускное давление. Измерения параметров обычно проводят на испытательной установке, которая содержит, кроме испытуемого насоса, измерительную камеру, средства измерения давления и потока газа, масс-спектрометрические датчики и необходимую коммутирующую аппаратуру.
Для того, чтобы исключить ошибки в измерениях, рабочая камера всегда выбирается определенных размеров (рис. 12. 1). Так, диаметр измерительной камеры рекомендуется брать для большинства типов насосов (кроме механических и адсорбционных) равным диаметру входного отверстия насоса, но не менее 100 мм. При входных отверстиях меньше 100 мм между камерой и насосом устанавливают соответствующий переходник.
Измерение быстроты действия насосов
Хотя известно много экспериментальных методов измерения быстроты действия насосов, в промышленности и лабораторной практике рекомендован метод, при котором измеряют поток газа, напускаемого в измерительную камеру, и затем по соответствующим соотношениям определяют быстроту действия насоса. В зависимости от ожидаемой производительности насоса применяют различные методы измерения потока газа.
При измерении быстроты действия механических насосов измерительная камера Vк должна иметь объем, определяемый из соотношения
Vк ≥ 300·,
где – частота вращения ротора, об/мин;– ожидаемая быстрота действия насоса л/с.
Измерение быстроты действия насоса проводят методом постоянного давления. Для этого откачивают измерительную камеру до давления 0,1 рн (рн – давление, при котором требуется измерить быстроту действия). Затем с помощью натекателя напускают в измерительную камеру газ до установления давления рн и измеряют при этом поток напускаемого газа Q′н.
По формуле
вычисляют быстроту действия насоса при данном давлении рн. Устанавливая натекателем различные давления рн в измерительной камере и измеряя при этом поток напускаемого газа, снимают таким образом зависимость быстроты действия насоса от впускного давления Sн = f(pн).
Измерение быстроты действия насосов других типов осуществляется аналогичным образом.
При определении характеристик адсорбционных насосов вместо быстроты действия обычно находят максимальный объем Vмакс, откачиваемый адсорбционным насосом от давления 105 Па до давления 1,3 Па за установленное время (см. ОСТ 11.295.019-73).
Измерение предельного остаточного давления
У насосов объемного действия обычно измеряют полное предельное остаточное давление газов и паров. Для этого производят откачку измерительной камеры до тех пор, пока в ней установится так называемое равновесное давление, т.е.такое давление, которое затем в течение следующих 3 ч изменится не более чем на 10%.
Это установившееся равновесное давление и принимают за предельное остаточное давление насоса.
Измерение предельного остаточного давления газов у насосов других типов производится аналогичным образом, с той лишь разницей, что перед манометрическим преобразователем, как правило, устанавливают азотную ловушку и до измерений проводят обезгаживание насоса (если это предусмотрено его конструкцией) и измерительной камеры.
Обычно при измерении предельного остаточного давления сверхвысоковакуумных насосов осуществляют прогрев измерительной камеры и манометрических преобразователей до температуры 600 – 750 К в течение 12…24 ч. За предельное остаточное давление в этом случае принимают давление, полученное через 24 ч после выключения прогрева.
Следует также особо подчеркнуть, что часто возникают ошибки в измерении предельного остаточного давления, связанные с малой проводимостью трубопровода, соединяющего измерительную камеру с манометрическим преобразователем. Обычно эта проводимость должна быть не менее 50 л/с. Однако во всех случаях предпочтительней использовать манометрические преобразователи открытого типа.
Измерение наибольшего выпускного давления
Для измерения наибольшего выпускного давления, соответствующего максимальной производительности насоса, откачивают измерительную камеру до давления, в 10 раз меньшего, чем давление, при котором производительность насоса максимальная. Затем натекателем, установленным на магистрали, соединяющей выпускной патрубок насоса с насосом предварительного разрежения, напускают газ до тех пор, пока давление в измерительной камере не возрастет на 50%. Давление, измеренное в этот момент на выпускном патрубке насоса, принимают за наибольшее выпускное давление.