 |
Электронно–лучевое испарение
|
|
|
|
Устройство и принцип работы механических вакуумных насосов с масляным
Уплотнением.
Механические вакуумные насосы с масляным уплотнением относятся к насосам объемного действия и работают за счет периодического изменения объема рабочей камеры. Механические насосы могут быть пластинчато-роторными, пластинчато-статорными и плунжерными (золотниковыми).
Пластинчато-роторный насос.
1 -камера насоса; 2 - ротор; 3 - пластины; 4 - пружина; 5 – впускной патрубок;
6 – клапан; I – полость всасывания; II – полость сжатия.
Рисунок 1. Схема пластинчато-роторного насоса:
В цилиндрической расточке камеры насоса 1вращается в направлении, указанном стрелкой, эксцентрично расположенный ротор 2, в прорези которого свободно вставлены пластины 3 с пружиной 4.При вращении ротора пластины скользят по внутренней поверхности цилиндра, и в камере насоса образуются две полости переменного объема: 1 (полость всасывания) и II (полость сжатия). Полость всасывания I при вращении ротора увеличивает свой объем, и в нее поступает газ из впускного патрубка 5, связанного с откачиваемым сосудом. Объем полости сжатия II, расположенный на выпускной стороне, уменьшается при вращении ротора, и в ней происходит сжатие газа. Эта полость соединена с клапаном 6. Когда давление газа в полости II станет достаточным для открытия клапана, произойдет выхлоп. В процессе работы зазоры в роторном механизме уплотняются рабочей жидкостью насоса — маслом, благодаря чему обратное перетекание газа с выхода на вход становится ничтожно малым. Масло заполняет и так называемые вредные пространства, из которых газ вытесняется при работе роторного механизма (например, объем под клапаном), и приводит к повышению предельного остаточного давления. Одновременно масло обеспечивает смазку и частичное охлаждение механизма насоса. Масло поступает в камеру насоса через зазоры и сверления в корпусе из маслорезервуара, где оно находится под атмосферным давлением, а через выхлопной клапан вновь возвращается в маслорезервуар.
|
|
|
Такую же роль масло выполняет и в других типах насосов с масляным уплотнением.
Пластинчато-статорный насос.
1 – камера насоса; 2 – ротор; 3 – пластина; 4 – пружина; 5 – рычаг;
I – полость всасывания; II – полость сжатия.
Рисунок 2. Схема пластинчато-статорного насоса:
На рисунке 2 показана схема пластинчато-статорного насоса, в котором пластина 3, разделяющая полости всасывания I и сжатияII, свободно скользит в прорези статора I, прижимаясь к ротору 2 под действием пружины 4 (через рычаг 5). Путь газа через насос показан стрелками.
Плунжерный насос.
Схема плунжерного (золотникового) насоса показана на рисунке 3. В цилиндрической камере корпуса 1 насоса вращается эксцентрик 2 с надетым на него плунжером 3.
1 – корпус; 2 – эксцентрик; 3 – плунжер; 4 – клапан; 5 – окно; 6 – направляющая скольжения;
Рисунок 3. Схема плунжерного (золотникового) насоса.
Газ из откачиваемого сосуда поступает в полость всасывания через окно 5 в прямоугольной части плунжера, который скользит в направляющей 6, свободно поворачивающейся в гнезде корпуса 7.
Газ из откачиваемого сосуда поступает в полость всасывания через окно 5 в прямоугольной части плунжера, который скользит в направляющей 6, свободно поворачивающейся в гнезде корпуса 7.
При повороте эксцентрика 2 на некоторый угол от верхнего положения (рисунок 1.3 ,а) окно 5 в прямоугольной части плунжера выходит из направляющей 6 вниз (рисунок 1.3 ,б), полость всасывания соединяется с впускным патрубком насоса и газ поступает в полость всасывания (рисунок 1.3,б), непрерывно увеличивающую свой объем, пока окно 5 не будет снова перекрыто (рисунок 1.3,г). Одновременно в полости сжатия происходят сжатие и выталкивание газа через выхлопной клапан 4. Процесс напуска газа через окно напоминает работу золотникового распределительного устройства, поэтому насосы такого типа получили название золотниковых.
|
|
|
Выводы
Механические вакуумные насосы с масляным уплотнением относятся к насосам объёмного действия и работают за счет периодического изменения объёма рабочей камеры. Механические вакуумные насосы могут быть пластинчато-роторными, пластинчато-статорными и плунжерными (золотниковыми). У насосов с масляным уплотнением имеется ряд достоинств и недостатков. Достоинствами является то, что такие насосы имеют высокую производительность и обеспечивают необходимый форвакуум. В золотниковом насосе достоинством является то, что в его конструкции имеется минимальная часть трущихся деталей, за счет чего срок службы такого насоса больше. Также у механических насосов имеются и недостатки: вакуум загрязнен парами масла; наличие «вредного объема», который дает натекание; нагрев, из-за трущихся деталей, вибрация.
4. Электронно – лучевое испарение. Принцип. Применимость
Принцип электронно-лучевого нагрева состоит в том, что кинетическая энергия потока ускоренных электронов, при бомбардировке ими поверхности вещества превращается в тепловую энергию, в результате чего, оно нагревается до температуры испарения.
Электронно–лучевое испарение
Установка для электронно-лучевого испарения состоит из технологической камеры, системы откачки, тигля с испаряемым материалом, электронной пушки, заслонки для пара и подложки с приспособлениями для ее крепления и нагрева.
При облучении поверхности испаряемого материала электронным пучком существенная доля кинетической энергии электронов превращается в тепло, нагревая материал до температуры испарения. В потоке пара располагают подложку, на которой конденсируется испаряемый материал.
При нагреве электронным пучком температура поверхности выше, чем в объеме испаряемого материала, поэтому испарение материала проводят из водоохлаждаемых тиглей, обеспечивающих также испарение химически высокоактивных и тугоплавких материалов.
|
|
|
Электронно–лучевые испарители состоят из электронной пушки и тигля. Часто их дополняют устройством для подпитки расплава в тигле исходным материалом.
Катод располагается вблизи испаряемого материала или тигля. Под действием ускоряющего напряжения между катодом и тиглем пучок электронов устремляется на испаряемый материал. Управляющий электрод находиться под потенциалом катода и служит для фокусировки электронного пучка. Если катод кольцевой, то управляющему катоду придают форму кольца концентрически охватывающего тигель.
Анод, размещается между тиглем и управляющим электродом с катодом и формирует электронный пучок, который направляют на испаряемый материал перпендикулярно или под углом к поверхности.
Для испарения нескольких материалов при одном электронном пучке используют многотигельные устройства, в которых отдельные тигли поочередно устанавливают в рабочую позицию, перемещая их по прямой или окружности.
Для исключения загрязнений расплава материалом тигля используют бестигельное распыление. В простейшем случае материал испаряется из жидкой лунки на поверхности массивного слитка.
|
|
|
