Переддипломна практика
Огляд сучасних засобів відкачування і методів вимірювання
1. Форвакуумним кошти відкачування
Основною особливістю розвитку засобів вакуумної відкачки протягом останніх років є прагнення позбутися вакуумних масел та інших робочих рідин. Ця тенденція настільки сильна, що отримує розвиток навіть у таких областях застосування вакуумної техніки, де цих питань до останнього часу не приділяли багато уваги - насамперед, у вакуумній металургії.
У табл. 1 показані основні типи безмасляних механічних форвакуумних насосів для промислового використання, їх типові характеристики і виробники.
Табл. 1
Принцип действіяОсновние проізводітеліПредельний вакуум, мбарДіапазон швидкості дії, м 3/чКогтевой (зі щаблем Рутса) Busch, Edwards, PG Pedro Gil0,0580-600ВінтовойBusch, Ebara, Edwards, Hanbell, Kashiyama, Leybold (LOT Vacuum ), Pfeiffer, Shinko Seiki, Sterling SIHI, Toyota, Ulvac, SVC ScrewStar0,00175-1300Многоступенчатий РутсаAdixen (Alcatel), Kashiyama, PG Pedro Gil0,0190-220Спіральний безмисляний насосGeowell (Вактрон) 0,017-60
Багато виробники встановлюють на форвакуумний насос додатковий насос Рутса, в результаті чого приблизно на порядок виростає граничний вакуум, і до декількох разів - продуктивність. Так, характерна продуктивність таких систем зазвичай 600-2500 м 3/год, а граничний вакуум - 0,005-0,0001 мбар. Крім того, існують спеціальні рішення для відкачування камер великих обсягів або для роботи з високими газовими навантаженнями з продуктивністю в десятки тисяч м 3/ч.
Лідируючими технологіями в цій галузі є когтевих, гвинтові і багатоступінчасті насоси Рутса. Це повністю безконтактні насоси, відкачка в яких забезпечується обертанням роторів спеціальної форми, зазори між якими дуже малі - до мікрометрів, тому рівень зворотного потоку газу також вкрай малий. Форма роторів когтевих насоса показана на рис. 1, гвинтового - на рис. 2, а багатоступінчастого Рутса - на рис. 3.
Рис. 1. когтевих форвакуумний насос
Рис. 2. Ротори гвинтового насоса
Рис. 3. Багатоступінчастий насос Рутса
когтевих насос виконується у вигляді багатоступінчастої (зазвичай складається з 3 або 4 ступенів) машини, де однією із ступенів є двороторних щабель Рутса, решта - когтевих. Головним гравцем і володарем патенту на дану конструкцію є компанія Edwards.
Гвинтові насоси мають кілька варіантів конструкції - зі змінним і постійним кроком, з напуском газу в торці і в центрі роторів, вертикальні і горизонтальні. Таке різноманіття конструкцій обумовлено тим, що дана технологія розвивалася найбільш бурхливо, так як розвиток когтевой конструкції було обмежено патентом Edwards. На даний момент гвинтові насоси забезпечують, мабуть, найкращі технічні та експлуатаційні характеристики серед усіх безмасляних конструкцій (табл. 1), оскільки Edwards почав випуск і гвинтових насосів. Найбільш помітними гравцями в даній області є японські Ebara і Ulvac, мають гарні позиції в Японії та Азії, корейський LOT Vacuum, поширений в Південній Кореї і Європі (під брендом Leybold), а також тайванський «азіатський тигр» Hanbell, стрімко обіймає лідируючі позиції в Тайвані, де сконцентровано зараз основне виробництво напівпровідників, кремнієвих пластин і плоскопанельних дисплеїв, Китаї, де активно розвиваються дані галузі, а також виходить на ринки Європи та США. У вакуумної металургії активні позиції мають гвинтові насоси SIHI.
Ще однією технологією безмасляних форвакуумних насосів для промислового використання є конструкція, яка об'єднує декілька ступенів Рутса. Основними гравцями тут є японська Kashiyama і французький Adixen (Alcatel). Дана технологія не отримала такого активного, як гвинтова, розвитку в силу своєї найбільшої серед інших конструкцій «чутливості» до брудних і важким, з експлуатаційною погляду, технологічних процесів. Дана конструкція передбачає досить складну і довгу конструкцію вакуумних трактів між ступенями, де можуть накопичуватися небажаний конденсат і чужорідні частинки, що відкачуються разом з робочим газом. Зазначені типи насосів широко застосовуються в промислових додатках таких галузей як металургія, хімічна промисловість, напівпровідники, установки росту кристалів, плоскопанельні дисплеї та ін.
Для лабораторних і «чистих» додатків використовуються безмасляні форвакуумним спіральні насоси (рис. 4). Оскільки їх розвиток обмежується в основному лабораторними системами, характерний діапазон швидкос...
