Проектная разработка крупногабаритной вакуумной установки для проведения проверок лунных долговременных обитаемых комплексов на воз-действие внешней среды
ВВЕДЕНИЕ
Вакуум является основным физическим фактором космического пространства.
Состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного называется вакуумом. Абсолютное давление является количественной характеристикой вакуума. Область давления, которой соответствует значение вакуума, ниже 105 Па. Космический вакуум в слоях атмосферы Земли, других планет и некоторых спутников различается по физическим характеристикам.
Для того, чтобы проверить характеристики различных материалов и систем в условиях вакуума, используют вакуумные камеры. Они способны создавать имитацию космических излучений, температур и т.д.
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ1.1 Понятие вакуумаМолекулы в газообразном состоянии находятся на значительных расстояниях друг от друга. Сила молекулярного взаимодействия молекул чрезвычайно мала. Молекулы большую часть времени движутся свободно, но иногда они соударяются друг с другом со стенками сосуда, в котором находятся. За счет соударения молекулы газа оказывают давление на стенки со
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1 Понятие вакуума
1.2 Вакуумная система и ее элементы
1.3 Вакуумная камера
1.4 Обечайки
1.5 Система терморегулирования
1.6 Насосы
1.7 Вакуумные ловушки
1.8 Течеискатели
1.9 Запорно-регулирующая вакуумная арматура
2 ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ
2.1 Расчет газовых нагрузок
2.2 Выбор вакуумной схемы
2.3 Выбор вакуумных насосов
2.3.1 Выбор сверхвысоковакуумного насоса
2.3.2 Выбор высоковакуумного насоса
2.3.3 Выбор средневакуумного насоса
2.4 Определение конструктивных размеров трубопроводов и выбор элементов вакуумной системы.
2.4.1 Сверхвысоковакуумная система
2.4.2 Высоковакуумная система
2.4.3 Средневакуумная система
3 ОПИСАНИЕ ВАКУУМНОЙ УСТАНОВКИ
3.1 Общая структура установки
3.2 Вакуумная камера
3.3 Система откачки
3.3.1 Золотниковый насос
3.3.2 Турбомолекулярный насос
3.3.3 Криогенный насос
3.4 Вакуумная азотная ловушка
3.5 Вакуумные трубопроводы
3.5 Запорно-регулирующая вакуумная арматура
3.6 Вакуумметры
3.7 Система разгерметизации
3.8 Система зарядки сжатыми газами
3.9 Гелиевый течеискатель
3.10 Система рециркуляции азота
4 ВАКУУМНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1 Тепловакуумные испытания
4.2 Вакуумно-температурные испытания
5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Технология проведения вакуумирования камеры
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6.1 Меры безопасности при проведении работ на вакуумной станции
6.1.1 Общие правила безопасности труда
6.1.2 Основные требования охраны труда при проверке масс-спектрометрическим методом
6.2 Меры безопасности при работе со сжатыми газами
6.3 Меры безопасности при работе с жидким азотом
6.4 Меры безопасности при работе с вакуумными насосами
6.5 Меры безопасности при выполнении работ с применением грузоподъемных механизмов и на высоте
6.5.1 Основы техники безопасности при работе с кранами
6.5.2 Основы техники безопасности для рабочих люльки, находящихся на подъемнике (вышке)
6.6 Меры пожарной безопасности
6.7 Меры безопасности при работе с электрооборудованием
7 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Криогенные системы: учебник для вузов по специальности «Техника и физика низких температур» / А. М. Архаров [и др.]. – М.: Машиностроение, 1996 – 576 с.
2. Вакуумная техника: справочник / Е. С. Фролов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1992 – 471 с.
3. Шестак, В. П. Вакуумная техника. Концепция разряженного газа: учебное пособие / В. П. Шестак. – М.: НИЯУ МИФИ, 2012 – 272 с.
4. Розанов, Л. Н. Вакуумная техника: учебник для вузов. / Л. Н. Розанов. – М.: Высшая шк., 2007 – 391 с.
5. Юрьева, А. В. Расчет вакуумных систем: учебное пособие. / А. В. Юрьева. – Томск: Томский политехнический университет., 2012 – 114 с.
6. Демихов, К. Е. Вакуумная техника: справочник. / К. Е. Демихов, Ю. В. Панфилов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2009 – 590 с.
7. Пипко, А. И. Конструирование и расчет вакуумных систем: учебное пособие. / А. И. Пипко, В. Я. Плисковский, Е. А. Пенчко – М.: Энергия, 1979 – 504 с.
8. Кузнецов, В. И. Эксплуатация вакуумного оборудования: учебное пособие. / В. И. Кузнецов., Н. Ф. Немилов, В. Е. Шемякин – М.: Энергия, 1978 – 208 с.
9. Нусинов, М. Д. Космический вакуум и надежность космической техники: справочник. / М. Д. Нусинов – М.: Знание, 1986 – 64 с.
10. Фролов, Е.С., Механические вакуумные насосы: учебное пособие. / Е. С. Фролов, В. И. Автономова – М.: Машиностроение, 1989 – 288 с.
11. Данилин, Б.С. Основы конструирования вакуумных систем: учебное пособие. / Б. С. Данилин, В. Е. Минаев – М.: Энергия, 1971 – 392 с.
12. Вакуумные системы и их элементы: учебное пособие. / Е. С. Фролов [и др.] – М.: Машиностроение, 1968 – 200 с.
13. Курашов, В.И. Вакуумная техника: средства откачки, их выбор и применение: учебное пособие. / В. И. Курашов, М. Г. Фомина – КГТУ, 1997 – 52 с.
14. Баррон, Р. Ф. Криогенные системы: учебное пособие : пер. с англ. / Р. Ф. Баррон – М.: Энергоатомиздат, 1989 – 408 с.
Мощность нагревателей – , максимальная температура – , максимальная температура нагреваемой области – . Все лампы имеют стандартные цоколи, поэтому они удобны в эксплуатации, а также легко взаимозаменяемы.
Данный тип нагревателей передает энергию электромагнитными волнами, и так как это не требует излучения окружающей среды, эта передача возможна для работы в условиях вакуумной среды.
Внутри камеры установлен отражатель для лучшего воздействия излучения на поверхности объекта испытаний.
3.3 Система откачки
Система откачки состоит из нескольких систем. Система форвакуумной откачки состоит из пяти золотниковых насосов. Система высоковакуумной откачки состоит из четырех турбомолекулярных насосов. Эти две системы работают связанно в цепях. Золотниковые насосы создают необходимое давление для работы турбомолекулярных. Система сверхвысоковакуумной откачки состоит из трех криогенных насосов. А также во все эти системы вх