Установка позволяет откачивать объем трех изделий специального назначения до высокого вакуума, а после заполнять его смесью газов с избыточным давлением до 8 атм. Установка разработана и изготовлена по заказу Российского федерального ядерного центра, г. Саров.
При разработке оборудование получило обозначение ГОРН-3.
Технические требования
Требования к вакуумной системе
- обеспечивать сухой безмасляный вакуум;
- иметь естественное охлаждение;
- производить испытание от одного до трех изделий на вакуум не хуже Р = 10-4 Торр;
- иметь систему защиты вакуумного поста от попадания избыточного давления в систему откачки;
- иметь гнездо подсоединения к гелиевому течеискателю для проверки изделий на герметичность методами щупа (проверка избыточным давлением) и обдува гелием (откачка давления);
- иметь вентили-дозаторы для напуска газа в изделия;
- иметь азотную ловушку в вакуумной системе.
Требования к газовой системе
- использовать баллоны V= 5 л и V = 10 л;
- заполнять изделия смесью газов избыточным давлением до 15 атм;
- иметь минимальный объем трубопроводов системы напуска СВЧ газов;
- быть выполнена из нержавеющей стали с чистотой обработки поверхностей трубопроводов пригодной для работы с СВЧ газами;
- иметь газоанализатор для количества кислорода в подаваемых газах.
Прочие требования
- установка должна перемещаться на колесах;
- габариты по ширине не должны превышать 1500 мм и по глубине 600 мм.
Описание конструкции
Схема вакуумной системы установки представлена на рисунке.
Принципиальная схема вакуумной и газовой системы откачного поста ГОРН-3
Вакуумная система установки ГОРН-3 оснащена:
- вакуумным откачным постом Edwards Pump station TSB4C100X nEXT240D/ISO100/XDS10/TAV (N1),
- затвором типа «бабочка» (VM1),
- азотной заливной ловушкой (BL1),
- широкодиапазонными вакуумметрами Edwards WRG-S (P1…P4),
- датчиками избыточного давления ЭЛЕМЕР АИР-10Н (P5…P9),
- 1 механическим клапаном Edwards Speedivalve (VП1) для линии течеискателя
- 15 пневматическими клапанами APTech (VE1…VE15).
Для каждого подключаемого изделия предусмотрен свой разъем. Два разъхема имеют размеры CF16 и СF40, а третий — VCR 1/2». Это позволяет производить работу с тремя изделиями одновременно.
Контроль содержания кислорода в газовой смеси, поступающей в объем подключённых изделий, осуществляется посредством газоанализатора ФЛЮОРИТ-Ц, установленного в корпусе установки.
Порядок работы
К установке подключаются от одного до трех изделий через фланцы типоразмеров VCR 1/2» (CV1), CF16 (CV2), CF40 (CV3).
Для откачки запускается откачной пост (N1), затвор (VM1) и клапан (VE16) открываются в момент начала откачки. Группы клапанов (для CV1: VE7, VE10, VE11; для CV2: VE8, VE12, VE13; для CV3: VE9, VE14, VE15) в зависимости от подключённого изделия открываются и обеспечивают создание вакуума во всех трубопроводах, относящихся к определенному изделию и в самом изделии.
Контроль остаточного давления в изделиях происходит с помощью датчиков (Р1), (Р2), (Р3), давление в откачной магистрали контролируется с помощью датчика (Р4).
Открытие при откачке клапанов (VE1…VE3) требуется только в том случае, если была произведена замена баллонов и в участке трубопровода присутствует воздух.
В иных же случаях эти трубопроводы заполнены газом подключенных баллонов и не требуют своей откачки.
Клапан (VП1) нормальной закрыт и используется только в моменты поиска течей с помощью подключаемого гелиевого течеискателя.
При достижении требуемого вакуума, соответствующие клапаны (VЕ10 и VЕ11; VЕ12 и VЕ13; VЕ14 и VЕ15) закрываются, что позволяет отсечь вакуумную часть установки от изделия.
Вакуумная и газовая система установки во время монтажа
Перед заполнением изделия необходимо создать определённый состав газовой смеси. Для этого закрываются клапаны (VE7), (VE8), (VE9) и открывается клапан (VE4).
С помощью газоанализотора (G) можно определить точный состав смеси.
Редуктор (RD1) откалиброван на этапе монтажа установки и обеспечивает выходное давление, необходимое для работы газоанализатора. Давление газовой смеси контролируется датчиком (P9).
Для напуска газа в изделия открываются клапаны (VE7…VE9). Давление напуска контролируется манометром около каждого изделия датчиками (Р5…Р7).
Клапан (VE5) используется для сброса повышенного давления рабочего газа, заполняющего газовую систему установки.
Атмосфера в вакуумную часть установки напускается при открытии клапана напуска, установленного на турбомолекулярном насосе.
Клапан (VE6) отсекает магистраль установки дополнительного оборудования. На эту магистраль может быть подключено любое устройство, имеющее разъем стандарта CF16.
В процессе работы датчик (P8) используется для контроля давления в вакуумной части установки. При росте давления происходит закрытие затвора VM1, что позволяет защитить турбомолекулярный насос от прорыва избыточного давления.
Компоновка и управление
Оборудование размещается на сварной раме. Установка является передвижной за счёт четырёх поворотных полиуретановых колес. Справа относительно лицевой панели расположен отсек для размещения газовых баллонов объёмами 5 л и 10 л. Установка может эксплуатироваться с тремя газовыми баллонами.
Управление установкой осуществляется в полуавтоматическом режиме. Система управления осуществляет функции защиты узлов установки от неквалифицированных действий пользователя.
Интерфейс оператора установки ГОРН-3
Установка оснащена системой управления на базе промышленного компьютера. Программное обеспечение является оригинальной разработкой, основанной на системе, позволяющей получить удалённый доступ к технологическому оборудованию.
Награды
Установка ГОРН-3 была представлена на выставке 9-й Международной специализированной выставке вакуумной техники, материалов и технологий «ВакуумТехЭкспо-2014» и была удостоена награды в номинации за лучший инновационный продукт.
Коллектив разработчиков установки ГОРН-3 после получения диплома выставки