【真空系统管路】设计一套高低两用真空系统设计案例

设计方案一套EZD1-60×100型高矮双用真空电子束焊机真空系统

  真空电子束焊接的基本概念是在真空标准下,从射线管发送的离子束在髙压(通  30~200KV)加快下,根据电磁透镜聚焦点成高效率能量相对密度的离子束,当离子束负电子产品工件  电子器件的能量转化为能源,使产品工件原材料被熔融而完成电焊焊接的。其特性是它的比能量大,较  达到106~108W/cm2,比一般氩弧焊高100~1000倍;焊接深长宽比达到20:1(一般的氩弧焊  1.5:1);并且电焊焊接是在真空自然环境下开展,当真空数为1Pa时,残留汽体中所存有的O  N2的量要比纯净度为99.9%的稀有气体也要少,能够确保焊接不被汽体环境污染;电焊焊接标准可  精准操纵。因为这种焊接工艺的众多特性,因而,尤其合适于以铝合金为原材料的航天飞机所  套的然料储箱和液化气瓶焊接的电焊焊接。而EZD1-60×100型真空电子束焊机更是因此目  在汲取世界各国类似真空电子束焊机优势的基本上建立了新的构造计划方案而研制的。在其中  机的真空系统便是依据真空设备所遵照真空系统方式而精心策划的  ①真空系统关键技术标准  a.真空室规格(mm):长×宽×高为2000×1600×2000。  b.真空室極限工作压力(Pa):6.67×10-3。  C.压力(Pa):高真空时为2.67×10-2;  低真空时为2.67。

 
d.抽真空時间  高真空情况:当扩散泵加热炉已加温情况下,真空室工作压力从空气(105Pa)做到2.67  10-2Pa,排气管時间为15min  低真空情况:单用罗获泵、真空泵抽真空,从空气(10Pa)做到267Pa时,排气管时同是12m  ②真空系统设计方案测算

75Pa·L/s  a.明确该设备造成的汽体量  二是系统软件的国供气量Q,经评测为758×10=1P2D:三是真空室原材料(碳素钢)表层出供气量  Q3,经测算为4.387Pa·L/s。  总的汽体量Q=Q1+Q2+Q3=75+7.59×10-1+4.387=80.146Pa·L/s  Pa压力(Pw)所必须的真空室进风口的有  b.明确该设备真空室中维持2.67×10  效抽速S  它的计算方法为

Q  将Q、Pw值带入得

Q
80.146  Pw2.67×10-2=3001L/s  为了更好地靠谱考虑,将S值适度扩大,按20%扩大测算,具体规定的合理抽速为3602L/s。  c主阀的挑选以及抽速测算  依据规定的压力Pw和应用规定,挑选油扩散泵为主导泵。其真空抽气机组如图所示3  从图312得知,扩散泵上边安裝有600单百叶窗帘障板;障板上边安裝有GDDJ600  电双用板闻,前面装有两部2X70型真空泵构成真空发电机组

a)依据需要的合理抽速,充分考虑再加上障板、隔板阀后的泵的抽速损害,暂选抽速为  17000L/s的K-600T扩散泵开展试算。  b)测算扩散泵与真空室排汽管道的流导,为认证选K-600T扩散泵是不是适合。  总的流导C由高真空管路C1、障板流导C2、隔板阀流导C3串连构成
明确汽体沿管路的流动性动态性,当直空室压力Pw=2.67×10-Pa,扩散泵人口压力  很低时,故管路出入口工作压力能够忽视。管路中的均值工作压力p=Pw/2=1.33×10=Pa,这时d=7.92×10-Pa·cm<2Pa·cm(d为管道直径),由此可见为分子结构流  在分子结构流情况下,高真空管路流导C1=11.64Aa1/s,A为管路截面.。为流导指数。当  1/d=12时、得。一05,带入C式得C1=1630A,C1为15014C1为120
总流导C=C1C1+CC1+C(c1=4830.61  c)测算扩散泵的抽速S、扩散泵的抽速Sn由真空室需要的合理抽速S和总流导C决策,计算方法为
由此可见,挑选K600T扩散泵是适合的,此泵在10-2-10-Pa范畴内的均值抽速为  空度p=7×10=Pa,能考虑该设备真空系统为2.67×10-Pa的  规定,而该泵的较好压力在1×10-2-1×10-4Pn,能考虑该设备压力Pw为2.6710-Pa的规定  d.配泵测算(前面泵的配备)  前面泵合理抽速S经测算为11.01L/s,前面管路流导Cn经测算为731.8L/s黏滞流  从而获得前面泵的抽速为S。=SC/(Cn-Sp)(L/s),一般将S1增大1.5-3倍后,明确  前面泵抽速,取3倍,S。=1.6×3-33.5L/s,现选两部2X70型真空泵彻底满足要求  以外,配两部2X70泵也是为低真空系统中21-1200厘罗茨真空泵作前面泵考虑到的(规定前面泵  抽速为两部2X-70型真空泵)
c.测算抽真空時间  a)不考虑到管路的容量,其真空室的容量为64001/s,压力Pw=2.67×10-2Pa首先用两部2X-70型真空泵从空气抽中13Pa,其计算方法为  (-(2. 3K V/Sp)lg(P/P)(min)
式中K修正系数,取2
起止工作压力,取1×105Pa
P—停止工作压力,取13Pa  带入公式计算t=13.6min,一般粗挤时间不超10~30min,具体开真空泵不上10min真  空度达到20Pa,从而选两部2X-70型真空泵是有效的。  测算从13Pa到2.67×10-2Pa的抽真空時间,主要是考虑到原材料表层排气的危害,1h后真空  房间内壁、夹层玻璃、硅胶密封圈、锡坠表层原材料总的出供气量4.387Pa·L/s(在其中真空室内面积  为208×103cm2,企业排气率7.73×10-Pa/s·
t1+t2=6.5min,设  那样从开真空泵至罗茨真空泵工作中,做到2.67Pa的排气管時间为  计指标值为12min。由此可见,低真空系统的配备是有效