Потери рабочей жидкости

Поддержание уровня рабочей жидкости в хорошо сконструированном насосе не требует точного контроля. Как правило, допустимым является 30%-ное превышение или снижение нормального уровня. Когда уровень слишком низкий, процесс кипения может переходить от пузырькового к частичному пленочному кипению, что ведет к перегреву нагревательной поверхности кипятильника. Если это состояние продолжается в течение продолжительного периода времени, в особенности для больших насосов, оно может вызывать деформацию дна кипятильника. Это в свою очередь может приподнять поверхность дна над уровнем жидкости и привести к дальнейшему перегреву. Возникающий в результате слабый контакт между нагревателями и котельной плитой может также перегревать нагревательные элементы и вызывать их выход из строя.

Если уровень жидкости слишком высокий, процесс кипения может привести к ценообразованию в жидкости и повысить ее уровень до высоты отверстия форвакуумной линии.

Если исключить обычный обратный поток, потери рабочей жидкости могут быть обусловлены следующими причинами: продолжительная работа на уровне или с превышением максимальной производительности; случайное повышение давления и возникновение потока воздуха с высокой скоростью через насос в любом направлении; испарение жидкостей с более высоким давлением пара из-за неправильного распределения температур.
При относительно низких газовых нагрузках, современных рабочих жидкостях и правильной конструкции и эксплуатации системы пароструйные насосы могут эксплуатироваться в течение нескольких лет без добавления или замены рабочей жидкости. В литературе сообщается о работе ускорителя частиц свыше 10 лет [13]. Большие насосы обычно обладают средствами контроля уровня жидкости. Для уменьшения потерь жидкости некоторые насосы имеют встроенные ловушки форвакуумной линии.

Пленки жидкости на ловушках, охлаждаемых жидким азотом

Необычный механизм возникновения полного обратного потока наблюдался в системах пароструйного насоса с азотными ловушками. Он иногда имеет место во время или после заправки ловушки жидким азотом и может быть определен по появлению маленьких капель в направлении против потока от ловушки и сопутствующим колебаниям давления. Явление обусловлено разрушением замерзшей пленки рабочей жидкости из-за неравных температурных коэффициентов линейного расширения между ней и металлическими поверхностями, на которых она первоначально появилась. Сила упругости, сохраняющаяся в пленке, достаточна для передачи высокой скорости фрагментам, получающимся в результате разрушения. Конструкция может быть улучшена путем отказа от определенных геометрических конфигураций, имеющих тенденцию накапливать пленки жидкости и создавать пленки с высоким поверхностным натяжением, способствующим их последующему разрушению.

десорбция ловушки

Рис. 19. Протокол типичного колебания давления при десорбции ловушки. Стрелками показаны периоды заполнения ловушки

Азотные ловушки, как правило, не следует помещать слишком близко от незащищенных пароструйных насосов. Экраны при температуре окружающей среды или водоохлаждаемые экраны, частичные экраны или эффективные холодные крышки в сущности удаляют первичный обратный поток. Ловушки, имеющие съемные внутренние конструкции, должны периодически чиститься. Частота очистки будет зависеть от давления паров рабочей жидкости и, возможно, от степени скопления других конденсирующихся веществ, в частности таких, как водяной пар, исходя из того, что ловушка постоянно охлаждается. Тонкая пленка (толщиной менее 10-3 мм), вероятно, не будет разрушаться. В этой связи в частности рекомендуются ловушки, имеющие продолжительное время выдержки в жидком азоте.

Если требуется, чтобы происходила периодическая десорбция ловушки, например в течение выходных дней, на ее перезапуск следует обратить определенное внимание. Высоковакуумный клапан нужно оставить закрытым во время и после заполнения ловушки. Таким образом, можно помешать частицам разрушенной замерзшей пленки и продуктам десорбции проникнуть в вакуумную камеру. Открытие клапана должно быть отложено до повторного охлаждения ловушки, чтобы дать время выполнить повторную откачку конденсируемого вещества.

При сочетании правильной конструкции и упомянутых процедур можно избежать описанных выше проблем. На рис. 19 показан протокол типичного колебания давления, вызванного десорбцией ловушки.

Группа РОСВАКУУМ

Адрес: 107023 Россия, г. Москва, Электрозаводская улица, 21

Часы работы офиса: с 9:00 до 18:00 по Москве.

 

Телефон: +7 (495) 664-22-07

E-mail: baza@vacuumpro.ru

 

Чтобы заказать бесплатный подбор оборудования, отправить заявку, запрос или получить консультацию инженеров - свяжитесь с нами по телефону или E-mail.

В базе 310 производителей и поставщиков вакуумного оборудования и техники (РФ, СНГ и зарубежные компании). Цены, наличие на складах и технические характеристики оборудования и техники уточняйте только по электронной почте E-mail.