Материал: 1382

71

6.3.5 Практические рекомендации по поиску негерметичности вакуумных систем

Наибольшей трудностью при сервисе вакуумных систем является нахождение мест нарушения герметичности (мест течей). Обычно течи происходят в местах проведения работ. Это источники частиц, токовводы, вводы охлаждения.

Во фланцевых соединениях в основном изнашиваются прокладки. Необходимо избегать изготовления прокладки путем склейки резинового шнура. В последнее время в качестве уплотнений применяется паста «герметик» – силиконовая резина. После заполнения канавки пасте дают высохнуть 1-2 дня.

Иногда в качестве прокладок применяют медь, алюминий, свинец. Такие прокладки являются одноразовыми. Наиболее часто течи через металлические уплотнения возникают в местах перекоса при монтаже системы. Наиболее эффективным способом поиска течи является метод пробной жидкости. В качестве инструмента используется медицинский шприц, заполненный ацетоном. При поиске течей в диапазоне 1-0,1 мм рт ст, где: мало измерительного оборудования применяют метод поэлементного поиска течи от затвора до затвора, а также затяжку всех уплотнений вакуумной системы.

6.4Сервисное обслуживание вакуумных насосов

6.4.1Обкатка новых форвакуумных насосов

Перед подключением вакуумного насоса следует установить правильное направление вращения его ротора (указывается на корпусе насоса). Для этого необходимо снять крышку с электродвигателя и включить насос на 1 секунду. Если направление вращения в противоположную сторону, то меняют местами подключение любые из двух фаз.

Рекомендуется после нескольких часов работы нового насоса сменить в нем масло. В насос можно заливать только рекомендованное заводом масло, что связано со смазывающими свойствами, вязкостью и кислотностью масла. Эксплуатация насоса при входном давлении более 40 мм рт ст запрещена.

6.4.2 Ремонт механических вакуумных насосов

Механический вакуумный насос является изделием точной механики и требует определенных навыков его проведения. Целесообразно проанализировать условия работы насоса, проверить уровень масла в насосе, слить из насоса старое масло, промыть насос свежим, осушенным маслом.

72

Часто пластинчато-роторные вакуумные насосы имеют заводской дефект – течь в газобалластное устройство, или в клапан, выравнивающий давление при остановке насоса. Иногда возникает заклинивание насоса или «медленное раскручивание ротора». Это связано с попаданием инородного тела в насос (ваты, резины, стекла от датчиков) или с разбуханием от влаги пластин ротора, выполненного из текстолита. В этом случае насос следует разобрать, прошлифовать пластины, удалить ржавчину, прочистить отверстия выхлопных клапанов. При разборке следует четко запоминать ориентацию всех деталей и отверстий в них.

6.4.3 Ремонт диффузионных вакуумных насосов

Если диффузионный насос не обеспечивает паспортный вакуум, то его разбирают, проводят чистку элементов от нагара. Часто недостаточный вакуум связан с недостаточным охлаждением насоса. Вода на выходе работающего насоса должна быть холодной с расходом ~ 10 мл/с. Для очистки системы охлаждения диффузионного насоса используется смесь перекиси водорода и нашатырного спирта 1:1. Смесь создает избыточное давление, удаляющее хлопья коррозии или посторонние включения. Работу необходимо проводить в резиновых перчатках.

Часто потеря скорости откачки по потоку происходит из-за ошибочного подключения вакуумного трубопровода не к выходу диффузионного насоса, а к служебному патрубку, служащему для свинчивания элементов насоса. В этом случае не используется последняя эжекторная ступень диффузионного насоса, обеспечивающая выходное давление 10 Па и более. Полезно проверить щупом зазоры сопел насоса. Часто сопла бывают погнутыми, а зазоры нарушенными.

Для перестройки диффузионного насоса под более глубокий вакуум (не ниже 10-6 мм рт ст) необходимо применить вакуумное масло с более низким давлением паров (например ВМ-5, ВМ-7). Кроме того, необходимо провести полировку внутри стального корпуса насоса, а также уменьшить зазор в самом верхнем сопле насоса путем снятия регулировочного кольца.

6.5Монтаж вакуумных коммуникаций

Гибкие вакуумные трубопроводы, предназначенные для работы на форвакууме, выполняются из вакуумных трубок. Существуют вакуумные трубки с толщиной, равной внутреннему диаметру 2х2, 3х3, 5х5, 6х6, 8х8, 12х12, 18х18 и более. Вакуумные трубопроводы из металла принято выполнять в виде входящих друг в друга труб. Это позволяет подстраивать трубопровод по высоте, по длине и по радиусу. На рис. 6.1 представлена схема такого трубопровода.

73

Рисунок 6.1 – Фрагмент вакуумного трубопровода: 1 – труба; 2 – приваренный фланец; 3 – уплотнение (резина); 4 – накидной фланец; 5 – фрагмент корпуса (вакуумного насоса или вакуумной камеры)

Сварка трубы с фланцем тавровым соединением с одной стороны (Т1) выполнена вкруговую по ГОСТ 5264-69-С9. Фланец по резьбе можно навинтить на трубу, а затем герметично припаять. (ПН-4 указывает пайку внахлестку в виде телескопического соединения по ГОСТ 19249-73).

На рис. 6.2 а) представлен вариант стыковки источника заряженных частиц на вакуумную камеру. На рис. 6.2 б) представлена схема низковольтного токоввода через стенку вакуумной камеры.

Рисунок 6.2. – а) схема установки источника частиц на вакуумную камеру. 1 – фланец источника частиц; 2 – переходной фланец; 3 – уплотнение; 4 – трубка из немагнитного материала; 5 – магнитная линза; 6

–шпилька; 7 – посадочный фланец; 8 – вакуумная камера. б) 1– шпилька; 2

–гайка; 3 – шайба; 4 – диэлектрик; 5 – стенка камеры; 6 – уплотнение.

74

6.5.1 Вводы в вакуум

На рис. 6.3 представлена схема подвижного соединения для ввода поступательного или вращательного движения в вакуум, обеспечиваемый механическим вакуумным насосом.

Рисунок 6.3. – Схема подвижного соединения. 1 – фланец, 2 – шайба, 3

– шпилька, 4 – шток, 5 – металлическая прокладка, 6 – стенка вакуумной камеры, 7 – наборные уплотнительные шайбы , 8 – монтажный фланец.

В качестве смазки обычно применяется касторовое масло, имеющее хорошие смазочные свойства при малом давлении насыщенных паров ~ 10- 5 Па. В качестве уплотнений может использоваться резина или фторопласт.

Рисунок 6.4. – Схема сверхвысоковакуумных уплотнений и вводов манипулятора молекулярно-лучевой эпитаксии. 1– клемма, 2 – кольцо металлокерамического спая, 3 – керамический изолятор, 4 – немагнитная нержавеющая труба, 5 – электродвигатель, 6 – червячная передача, 7 – магнит, 8 – подшипник, 9 – стальная труба, 10 – сильфон, 11 – медная

прокладка, 12 – вакуумная камера, 13 – подложка.

75

6.6Сервисное обслуживание электрооборудования вакуумных

установок

Всю измерительную аппаратуру, в которой нет постоянной необходимости, следует выключать. Это связано со случайными наводками на все, даже выключенные цепи. При включении аппаратуры необходимо проверить положение всех ручек и выключателей (должны быть влево, вниз). Прежде, чем подать сигнал на вход аппаратуры необходимо провести анализ формы сигнала, его амплитуды и длительности и сравнить с паспортными возможностями. Сигналы от газоразрядных цепей должны подаваться через так называемый, проходной конденсатор или разрядник, шунтирующий вход аппаратуры в случае случайного пробоя высокого напряжения.

6.6.1Трансформаторы

Вустройствах электропитания трансформаторы применяются для преобразования напряжения, преобразования числа фаз в фазовращателях

ит.д. Ниже приводится упрощенная методика расчета силового трансформатора с достаточной для практики точностью.

Площадь сердечника S определяются по мощности трансформатора

где k =1,1 - 1,4 – коэффициент соотношения между объемом стали и объемом меди. Для маломощных трансформаторов берется большее значение;

где (40-55) – коэффициент качества стали. Для трансформаторов до 1000 Вт берется сталь худшего качества с повышенным коэффициентом.

Число витков в первичной и вторичной обмотках c учетом потерь определится

В трансформаторах и ряде аппаратов высокого напряжения элементом изоляции может быть трансформаторное масло. В процессе эксплуатации происходит старение и полимеризация масла, увлажнение, окисление. Уход за трансформаторным маслом выражается в сушке масла