Модернизация откачной системы - Нанесение антидеструкционных покрытий на топливные и кислородные баки космических аппаратов
Имевшаяся в установке откачная система, состоящая из двух частей - высоковакуумной и форвакуумной - обеспечивала в рабочей камере остаточное давление 6,67 - 10-3 Па, что недостаточно для проведения технологического процесса нанесения антидеструкционного покрытия.
В состав откачной системы входили три вакуумных насоса (механический газобалластный насос ВН-7, паромасляный бустерный насос БН-3 и высоковакуумный паромасляный диффузионный насос Н-8Т) и средства измерения вакуума (вакуумметр ионизационный термопарный типа ВИТ2-П, манометрическая лампа ионизационного типа ЛМ-2 и манометрические лампы термопарного типа ЛТ-2).
Вакуумная система имела общую установленную мощность 13,3 кВт и обеспечивала откачку камеру до остаточного давления 6,67 - 10-3 Па за 50 минут.
Для обеспечения устойчивой работы высоковакуумного насоса он был подсоединен к бустерному вакуумному насосу БН-3. Бустерный насос был соединен с форвакуумным газобалластным насосом ВН-7 (ВН-4). На трубопроводах между этими насосами были установлены запорные вакуумные вентили, служащие для отсоединения высоковакуумной части от форвакуумной. Для быстрого перекрывания трубопроводов при аварийном отключении электроэнергии за форвакуумным насосом ВН-7 был установлен аварийный клапан с ручным управлением.
Форвакуумная часть обеспечивала в камере получение остаточного давления 0,67 Па. Для контроля остаточного давления насосов и рабочей камеры на трубопроводах вакуумной системы имеются грибки под лампы ЛТ-2 и ЛМ-2.
Принципиальная схема вакуумной модернизации до модернизации приведена на рис.16.
Рис.16. Принципиальная схема вакуумной модернизации до модернизации
Рис. 17. Принципиальная схема вакуумной модернизации после модернизации
Объем;
BL Ї ловушка а зотная.
Как уже было сказано, старая вакуумная система не могла обеспечить достижение в вакуумной камере необходимого для проведения технологического процесса давления.
Кроме того, старый механический насос не мог обеспечить давление, достаточное для запуска процесса откачки диффузионным насосом. Для решения этой проблемы применялся третий насос - бустерный, игравший роль промежуточного звена между механическим и диффузионным насосами.
Современные вакуумные наносы позволяют отказаться от применения бустерного наноса, тем самым повышая быстродействие и экономичность вакуумной системы.
Для обоснованного выбора новых вакуумных насосов необходимо оценить газовыделение в вакуумной камере в ходе технологического процесса нанесения покрытия и определить расчетное быстродействие (скорость откачки) вакуумных насосов.
Оценочный расчет вакуумной системы
1. Определение суммарного газовыделения
Исходным (и наиболее ответственным) этапом вакуумного расчета является определение газовой нагрузки или потока газа, формирующегося в объеме рабочей камеры. Расчетный газовый поток определяется на момент достижения заданного рабочего вакуума.
Вообще газовый поток, воспринимаемый вакуумным насосом во время откачки камеры, имеет множество составляющих: газовыделение из конструкционных материалов, из которых изготовлена вакуумная камера; газовыделение из узлов и элементов, расположенных в камере; газовыделение из тепловыделяющих элементов; натекание атмосферного воздуха через неплотности в разборных, сварных, паяных соединениях; и так называемое технологическое газовыделение, обусловленное интенсивным температурным воздействием на изделия в процессе вакуумной обработки.
Для данного вакуумного расчета будем полагать, что газовый поток, откачиваемый вакуумным насосом при установившемся (стационарном режиме), имеет пять составляющих:
Q = QКам + QДмс + QИи +QБак + QНат.
QКам, QДмс, QИи - Это газовые потоки, обусловленные поверхностной десорбцией из конструкционных материалов, применяемых для изготовления соответственно рабочей камеры, дуальной магнетронной системы и ионного источника; QБак - Это газовый поток, обусловленный поверхностной десорбцией из конструкционных материалов, применяемых для изготовления обрабатываемого изделия (диффузией газов, растворенных в толще изделия пренебрегаем, т. к. технологический процесс нанесения антидеструкционного покрытия предусматривает предварительную операцию отжига изделия);
QНат - это поток газа, обусловленный натеканием атмосферного воздуха через сквозные микродефекты в сварных и паяных соединениях, а также через неплотности в разборных соединениях.
QДест = qДес - АПов,
Где
QДес - Удельный поток газа, десорбирующийся с единичной поверхности материала при комнатной температуре,
АПов - Площадь поверхностей стенок камеры и устройств, "обращенных" в вакуумную полость.
Lg qДес = A - B - t
А, B - эмпирические константы,
T - время десорбции, с.
QДес = 10 (A - B - t) = = 10-3,4 = 3,98 - 10-4
Поверхность камеры складывается из поверхностей собственно камеры, ведущего к диффузионному насосу патрубка и площади области над диффузионным насосом выше затвора.
АКам = А1 + А2 + А3 = 9,8 + 0,79 + 2,07 = 12,66 [м2]
QКам = qДес - АКам = 3,98 - 10-4 - 12,66 = 0, 0066 = 66 - 10-4
АДмс = 2 АМагнетрон = 2 - 0,8 [м2]
QДмс = qДес - АДмс = 3,98 - 10-4 - 0,8 = 3,18 - 10-4
QИи = qДес - АИи = 3,98 - 10-4 - 0,31 = 1,23 - 10-4
QБак = qДес - АБак = 3 - 10-3 - 3,1 = 93 - 10-4
QНат. В данном расчете полагаем постоянным и равным величине
5 - 10-4
Q = (66 + 3,18 + 1,23 + 93 + 5) - 10-4 = 0,0168 = 1,68 - 10-2
2. Выбор вакуумных насосов
Выбор вакуумных насосов или вакуумных агрегатов производится при установившемся режиме откачки, который отличается фиксированным газовым потоком при заданном рабочем давлении.
Расчетное значение быстродействия или скорость откачки высоковакуумного насоса будет определяться выражением:
SН (расч) =
PПред. - Предельное давление газа, поддерживаемое в сечении впускного патрубка вакуумного насоса, Па;
PРаб. - Рабочий вакуум, задаваемый условиями технологического процесса.
SН (расч) = = 0,25
Подбираем вакуумный насос или агрегат так, чтобы SН (агр) > SН (расч).
Выбранный насос НД-500 имеет быстродействие 0,9 м3/с.
0,9 > 0,25 => выполняется условие SН (агр) > SН (расч).
В качестве форвакуумного выбран насос 2НВР-250Д.
Характеристики вакуумного агрегата | |
Марка форвакуумного насоса |
2НВР-250Д |
Быстродействие насоса, м3/с |
0,9 |
Рабочий диапазон давлений, Па |
10-1 - 10-3 |
Предельное давление, Па |
1,3 - 10-5 |
Диаметр входного патрубка, мм |
500 |
Марка высоковакуумного насоса |
НД-500 |
Похожие статьи
-
Общие сведения об установке вакуумной металлизации типа УВМ-1200 Установка вакуумной металлизации УВМ-1200 разработана в 1970 г. в Научно -...
-
Нанесение покрытий с повышенной твердостью и износоустойчивостью на плоские подложки, а также на другие изделия (сверла, хирургический инструмент и т....
-
Термин "физическое газофазное осаждение" описывает два основных способа нанесения покрытий: испарение и распыление. Первоначально метод ФГО применялся...
-
Часто для получения пленок высокой чистоты, без примеси газа, равномерного запыления глубоких канавок и отверстий с субмикронными размерами, необходимо...
-
Вакуумные ионно-плазменные методы нанесения покрытий В настоящее время существует множество различных способов нанесения покрытий. Наиболее...
-
Описанные выше МРС с несбалансированными магнетронами имеют одну мишень, что приводит к пространственной неоднородности потока распыленного материала....
-
Как уже было сказано выше, дуальная магнетронная система представляет собой совокупность двух планарных магнетронов и системы питания магнетронов....
-
Дальнейшее развитие МРС связано с переходом к системам с плоскими и коническими катодами. Первые попытки получить МРС с плоским катодом были предприняты...
-
Для получения тонких пленок и покрытий сложного состава с использованием простых исходных веществ применяются технологии распыления в среде реакционных...
-
Цилиндрические коаксиальные магнетронные системы Первоначально для распыления различных материалов в основном использовались цилиндрические коаксиальные...
-
Цель работы - разработка оборудования для нанесения равномерных антидеструкционных покрытий на подложки большой площади (топливные и кислородные баки...
-
Основными признаками загрязнения топливной системы являются: - Затрудненный запуск двигателя; - Неустойчивая работа двигателя на холостом ходу и...
-
Рассмотрим конкретные задачи, которые роботы решают в настоящее время на промышленных предприятиях. Их можно разделить на три основных категории :...
-
Насосные установки для законтурного и внутриконтурного заводнения являются весьма энергоемкими. В связи с необходимостью непрерывной подачи воды при...
-
При разработке проекта автоматизации в первую очередь необходимо решить вопросы выбора структуры управления. Под структурой управления понимается...
-
Любой технологический процесс, протекающий на каком-либо объекте, можно характеризовать одним или несколькими параметрами. Эти параметры процесса в...
-
Для предупреждения травматизма на участке применяются заграждения, защитные короба, а так же запрещающие, предупреждающие, предписывающие знаки....
-
Охрана труда на участке Цех жести предназначен для производства жести с покрытием оловом, жести черной, ленты, полос из декапированной, кровельной и...
-
Нефть - природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. Процесс подогрева...
-
Системы диагностики и управление точности обработки - Виды автоматизированных производств
Любое спроектированное и изготовленное технологическое оборудование и его система ПУ в процессе эксплуатации должны находиться в работоспособном...
-
НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, РАБОТА - Тормозная система с пневматическим приводом
Назначение системы тормозов для снижения скорости и быстрой остановки автомобиля, а так же для удержания его на месте во время стоянки. Устройство...
-
Для измерения температуры растворов выбираем термометры сопротивления Pt100 двух типов, отличающихся глубиной монтажной части. На трубопроводах с...
-
В настоящее время продукция действующего фонда скважин на месторождении Карачаганак подготавливается на установках комплексной подготовки газа УКПГ-3 и...
-
Методика проведения эксперимента Объектами настоящего исследования были мишени, напыленные при различных температурах. Нанесение покрытия на молибденовые...
-
Обеспечение безопасности при разработке месторождения, эксплуатации объектов бурения, обустройства, сбора и транспорта сырья и продукции, является...
-
Технологические условия эксплуатации скважин В условиях газоконденсатных месторождений при эксплуатации с забойными давлениями ниже давления начала...
-
1.2.4.1 Техника и технология закачки газа в пласт Разработка Карачаганакского месторождения ведется с процессом рециркуляции газа в газоконденсатную...
-
Общие сведения, Назначение и характеристики аппаратов - Проектирование перемешивающего устройства
Назначение и характеристики аппаратов Химические аппараты предназначены для проведения различных технологических процессов в химической, нефтехимической,...
-
При выполнении данной работы была спроектирована система автоматизированного управления установкой для нейтрализации азотной кислоты аммиаком. Была...
-
Устройство и принцип работы основных аппаратов - Особенности переработки нефтепродуктов
Электродегидратор Электродегидратор 2ЭГ-160-2 представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат емкостью 200 м3, внутренним диаметром 3400 мм и...
-
Так как производится модернизация системы регулирования температурных параметров на агрегате электролитического лужения АЭЛ-1200/3, то возникает вопрос,...
-
В основных направлениях экономического и социального развития Республики Казахстан на 2010 - 2015 годы и на период до 2030 года поставлена задача во всех...
-
В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определенных метеорологических условий, или микроклимата - климат внутренней...
-
В системе стимулирования труда ведущее место занимает заработная плата. Она является главным источником повышения благосостояния трудящихся, поскольку...
-
Расчет численности дежурного и ремонтного персонала КИП и А Для повышения эффективности производства имеет рациональное зна-чение использования трудовых...
-
АППАРАТЫ С ИК-НАГРЕВОМ - Аппараты ИК-нагрева
Отличительной особенностью радиационного подвода теплоты является прямолинейное распространение излучения. Поэтому при размещении излучателей в аппарате...
-
Опрокидывающийся пищеварочный котел КПЭ-60 (рис. 6) состоит из варочного сосуда 1 и наружного корпуса 2, на съемном днище, которого смонтированы три тэна...
-
Введение - Автоматическая система регулирования теплового режима туннельной печи
Современные автоматизированные системы управления технологическими процессами требуют значительного количества разнообразия средств измерений,...
-
ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ - Надежность систем автоматизации
После каждого отказа восстанавливаемой системы следует ее восстановление, проводимое заменой отказавшего элемента на идентичный работоспособный или...
-
Система питания предназначена для приготовления и подачи к цилиндрам горючей смеси, а так же для регулирования ее количества и состава; она включает в...
Модернизация откачной системы - Нанесение антидеструкционных покрытий на топливные и кислородные баки космических аппаратов