ГОРН-1: установка для откачки и напуска рабочих газов

Заказчик: 

В 2013 году были проведены работы по проектированию и изготовлению установки для откачки и заполнения рабочими газами изделия специального назначения. Установка получила наименование ГОРН-1.

Исходными данными для выполнения работ явились следующие требования:

  • Вакуумная система установки должна:
    • обеспечивать сухой безмасляный вакуум;
    • иметь естественное охлаждение;
    • производить испытание изделия на вакуум не хуже Р = 10-4 Торр;
    • использовать баллоны V= 5 л и V = 10 л;
    • 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.
  • Газовая система установки должна:
    • заполнять изделия смесью газов избыточным давлением до 8 атм;
    • иметь минимальный объем трубопроводов системы напуска газов;
    • быть выполнена из нержавеющей стали с чистотой обработки поверхностей трубопроводов пригодной для работы с СВЧ газами.
  • Прочие требования:
    • установка должна перемещаться на колесах;
    • габариты по ширине не должны превышать 1500 мм и по глубине 600 мм.

Вакуумная схема установки ГОРН-1 представлена на рисунке 1.

Вакуумная схема установки ГОРН-1

Рисунок 1 - Вакуумная схема установки ГОРН-1

Вакуумная система установки ГОРН-1 оснащена вакуумным постом Edwards Pump station TSM2C100X EXT75DX/ISO63/XDS10/TAV (N1), затвором типа «бабочка» (VM1), азотной заливной ловушкой (BL1), широкодиапазонными вакуумметрами Edwards WRG-S (P1, P2), датчиками избыточного давления ЭЛЕМЕР АИР-10Н (P3, P4), ручными механическими клапанами Edwards Speedivalve (VП1…VП3) и электромагнитными клапанами SMC-пневматик VX234 (VE1…VE6).

Порядок работы с установкой следующий.

К установке через разъем стандарта KF25 подключается изделие (CV1), и запускается откачной пост (N1), затвор (VM1) открывается в момент начала откачки. Клапаны (VП1, VП2 и VE6) открыты и обеспечивают создание вакуума во всех трубопроводах и изделии. Контроль остаточного давления осуществляется с помощью датчиков (Р1) около вакуумного поста и (Р2) непосредственно около изделия.

Если была произведена замена баллонов и в участке трубопровода присутствует воздух, требуется открыть клапаны (VE1…VE3). В иных же случаях эти трубопроводы заполнены рабочим газом подключенных баллонов и не требуют дополнительной откачки.

Клапан (VП3) нормально закрыт и используется только в моменты поиска течей с помощью подключаемого гелиевого течеискателя.

При достижении требуемого остаточного давления, клапаны (VП1) и (VП2) закрываются, что позволяет отсечь вакуумную часть установки от изделия. Для напуска смеси газа в изделие открываются клапаны (VE1…VE3). Давление газовой смеси контролируется манометром (Р3).

Клапан (VE4) используется для сброса избыточного давления рабочего газа, заполняющего систему труб установки.

Атмосфера в вакуумную часть установки напускается за счет клапана напуска, установленного на турбомолекулярном насосе.

Клапан (VE5) отсекает магистраль установки дополнительного оборудования. На эту магистраль может быть подключено любое устройство, имеющее разъем стандарта KF25.

В процессе работы датчик (P4) используется для контроля давления в вакуумной части установки. При росте давления происходит закрытие затвора VM1, что позволяет защитить турбомолекулярный насос от прорыва атмосферы и избыточного давления.

Управление установкой осуществляется вручную. Система управления осуществляет функции защиты узлов установки от неквалифицированных действий пользователя.

Оборудование размещается на сварной раме. Установка является передвижной за счет четырех поворотных полиуретановых колес. Справа относительно лицевой панели расположен отсек для размещения газовых баллонов объемами 5 л и 10 л. Установка может эксплуатироваться с тремя газовыми баллонами.

Внешний вид установки представлен на рисунке 2.

Внешний вид установки ГОРН-1

Рисунок 2 - Внешний вид установки ГОРН-1

Установка оснащена системой управления на базе промышленного компьютера. Программное обеспечение является оригинальной разработкой, основанной на системе, позволяющей получить удаленный доступ к технологическому оборудованию.