Способ обезгаживания изделий Советский патент 1993 года по МПК G01N7/16 

/V cesc/rref e omvcr r#u (

Изобретение относится к способам обезгаживания неметаллических материалов (пластмасс,лакокрасочных материалов, уплотнений,герметиков, изоляционных материалов и т.к.), входящих в состав сложных изделий, и может найти применение при обезгаживании космических аппаратов,

Целью изобретения является повышение эффективности обезгаживания изделий, работающих в глубоком вакууме.

Указанная цель достигается тем, что способ обезгаживания изделий, включающий нагрев изделий в герметичной камере при непрерывном вакуумировании, время которого определяется по величине остаточного гажения, ведется при регулируемой длине свободного пробега молекул газа путем подачи подпиточного газа, причем подача подпиточного газа регулируется в зависимости от габаритых размеров вакуумной камеры, при этом величина рабочего давления определяется по формуле

Рраб - ,(1)

I п V2 о где К - постоянная Больцмана;

Т - рабочая температура в камере, К;

а- диаметр молекул подпиточного газа, м;

п - коэффициент сокращения длины свободного пробега молекул;

I Я п - наименьшее расстояние между стенкой или экраном камеры и изделием или наименьший внутренний размер изделия,

А - длина свободного пробега молекул при соответствующем давлении, м.

Количество подаваемого подпиточного газа.(О) определяется соотношением

О So Рраб, где So - скорость откачки, м3/с.

Сущность способа заключается в том, что процесс обезгаживания ведется при рабочем давлении, при котором длина свободного пробега молекул меньше расстояний между изделием и окружающими его поверхностями за счет подпитки газом, например сухим воздухом, азотом или другим газом, исключающим образование нежелательных соединений.

Процесс обезгаживания ведется при рабочем давлении, определяемом габаритами камеры и изделия, с организацией протока подпиточного газа, ограничивающего длину свободного пробега молекул, а следовательно, исключающего возможность столкновения молекул с окружающими поверхностями и захватывающего молекулы продуктов обезгаживания в поток откачки. .Явление самозагрязнения устраняется

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вследствие направленного выноса продуктов обезгаживания в откачку.

На фиг, 1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа: на фиг. 2-4 - графики, поясняющие предлагаемый способ.

Устройство содержит вакуумную камеру 1 с патрубком 2, соединяющим камеру с системой откачки, патрубок 3 для подачи подпиточного газа с дросселирующим вентилем 4, регулирующим подачу газа; тепловой экран 5, нагревательное устройство 6; экран 7; обеспечивающий равномерную температуру поверхности, масс-спектрометр 8 (или другое устройство для контроля процесса обезгаживания). Внутри камеры на ферме 9 размещается изделие 10, подлежащее обезгаживанию; вакуумметр 11 и датчик температуры 12 контролируют параметры обезгаживания - давление и температуру.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. -.

Испытуемое изделие 10 (фиг. помещается в камеру 1, через патрубок 2 производится откачка. При давлении порядка 1 Ла, которое контролируется с помощью вакуумметра 11, включается нагревательное устройство. При достижении в камере давления, равного рассчитанному рабочему давлению, открывается вентиль 4, обеспечивая приток подпиточного газа, который поддерживает значение рабочего давления при непрерывно работающей откачке. При этом количество подаваемого подпиточного газа регулируется с помощью вентиля 4, а контроль за количеством подаваемого подпиточного газа ведется с помощью вакуумметра 11 путем поддержания постоянного рабочего давления, величина которого определяется по приведенной выше формуле.

Ниже приведен пример расчета рабочего давления при различных параметрах изделий и камеры.

П рим е р (см. фиг. 1). Исходные данные: обёзгаживаемое изделие - труба диаметром з 1,5м, расстояние от поверхности трубы до экрана И 1,25 м, температура обезгаживания 70° С (343 К), коэффициент п 3,0 из условия отражения 95% молекул, О воздуха 3.74 м, так как Н 1з для расчета по формуле 1 используется значение И 1,25 м.

По формуле (1) определяем рабочее давление обезгаживания

Рраб:

КТп

1,9 Па (1,44 10 мм р.ст.).

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение отличается следующими преимуществами: практически все продукты обезгаживания удаляются в откачку вместе с подпиточным газом; исключается явление многократной ремиссии (редесорбции) молекул продуктов обезгаживания и, следовательно, уменьшается продолжительностьобезгаживания:исключается самозагрязнение изделия и вакуумной камеры; повышается эффективность процесса обезгаживания при сокращении энергетических затрат и эксплуатационных расходов.

Формула изобретения 1. Способ обезгаживания изделий, включающий их нагрев в герметичной камере при непрерывном вакуумировании, время которого определяется по величине остаточного гажения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обезгаживания изделий, работающих в глубоком вакууме, процесс ведется при регулируемой длине свободного пробега мо- лекул газа путем подачи подпиточного газа.

2, Способ по п. 1,отличающийся тем, что подача подпиточного газа регулируется в зависимости от габаритных размеров вакуумной камеры, при этом рабочее давление в камере опоеделяется из соотношения

Рраб -

КТП

(72

где К - постоянная Больциана;

Т - рабочая температура в камере, К;

(7- диаметр молекул подпиточного газа;

п.- коэффициент сокращения длины свободного пробегав молекул;

I . Я п - наименьшее расстояние между стенкой или экраном камеры и изделием или наименьший внутренний размер изделия;

Я- длина свободного пробега молекул при соответствующем давлении.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что подача подпиточного газа ведется в соответствии с соотношением

Q So Рраб,

где Q - количество подаваемого подпиточного газа, м3Па/с;

S0 - скорость откачки, мч /с.

Изобретение относится к способам обезгаживания неметаллических материалов, входящих в состав сложных изделии, и может найти применение при обезгажива- нии космических аппаратов. Цель- повышение эффективности обезгаживания изделий, работающих в глубоком вакууме. Процесс обезгаживания включает нагрев изделий в герметичной камере при непрерывном вакуумировании, процесс ведется при регулируемой длине свободного пробега молекул газа путем подачи подпиточного газа. Приведено соотношение для расчета рабочего давления в камере. Способ реализуется следующим образом. В камеру 1 с нагревателями 6, линией откачки 2 и подачи подпиточного газа 3 помещают изделие 10. После откачки до давления порядка 1 Па включается нагревательное устройство 6. При достижении рабочего давления обеспечивают приток подпиточного газа, который поддерживает рабочее давление при непрерывно работающей откачке. 4 ил. / 0&яе/аг04г/л/Ј/ -- ГаУ ел с