Вакуумна система іонно-плазмової технологічної установки, страница 3

где     Q_г – газовыделение из конструкционных материалов,

Q_н – натекание через оболочку камеры,

Q_т – технологическое газонатекание.

Для приближенного определения суммарного газовыделения в вакуумной камере можно воспользоваться удельным газоотделением материалов и Q_г определить как:

Q_г=Σq_i·S_i.                                                               (2.3)

          где     q_i – удельное газовыделение материала;

                    S_i – площадь материала.

Для определения Q_н можно воспользоваться газопроницаемостью материалов (резина ИРП-2043, кварцевое стекло, газопроницаемостью стали пренебрегаем из-за ее малости) и Q_н определяем как:

Q_н=Σq_{пр i}·S_i·d_i·DP;                                                           (2.4)

где     q_{пр i} – удельное газопроницаемость материала;

                    S_i – площадь материала;

                    d_i – толщина данного материала;

DP – разница давлений, принимаем равной 1 атм.

Коэффициент удельного газовыделения материала стенок камеры стали Х18Н10Т: q_ст=6·10^-9 (л·торр·см^-2·с^-1), газопроницаемость стали не учитываем из-за ее малости.

Коэффициенты удельного газовыделения и газопроницаемости материала уплотнения (резина ИРП-2043) равны q_рез=1,8·10^-8 (л·торр·см^-2·с^-1) и q_{пр рез}=4·10^-8 (л·торр·мм·см^-2·с^-1·атм^-1) соответственно.

При расчете учитываем резиновые уплотнения существенного размера, т.е. уплотнения на крышках камеры, на фланцах плазменных ионных установок и фланцах смотровых окон.

Коэффициент удельного газовыделения и газопроницаемости материала смотровых окон (кварцевое стекло): q_ок=2.72·10^-6 (л·торр·см^-2·с^-1) и q_{пр ок}=3·10^-12 (л·торр·мм·см^-2·с^-1·атм^-1) соответственно.

Определим Q_н:

.                           

Определим Q_г:

    

Определим технологическое натекание газа. При установившемся режиме работы вакуумной установки в рабочем газе допускается 1% примесей других газов, значит:

;                                                             (2.5)

                                             

Определим суммарное газонатекание по формуле (2.1):

                            

3 Расчет установившегося режима откачки

3.1 Выбор вакуумных насосов

Для создания рабочего вакуума выбирается насос с коэффициентом использования = 0,5; рабочее давление=  торр, предельное давление =6×10^-6 торр. Насос подбирается исходя из скорости откачки S₁:

;                                                              (3.1)

                                                 

По быстроте откачки выбираем 4 турбомолекулярных насоса MAG 2000 СT [2].

Таблица 3.1 - Откачные характеристики турбомолекулярного насоса MAG 2000СT

Для обеспечения работы четырех ТМН используем четыре форвакуумных насоса DRYVAC100S с быстротой откачки равной S=100 м³/ч=28л/с [2].                                                   

Таблица 3.2 - Откачные характеристики вакуумного насоса DRYVAC 501S

3.2 Определение расчетных характеристик первого участка вакуумной системы

Рисунок 3.1 - Схема первого участка вакуумной системы

Система состоит из четырех каналов. В каждом канале используется один форвакуумный насос и один турбомолекулярный. Каналы идентичны, поэтому приведем расчет одного из каналов, приняв допущение, что на каждый насос приходится половина суммарного газонатекания.