Система автоматического управления вакуумной установкой Советский патент 1993 года по МПК F04F9/04 

Заявляемая система автоматического управления вакуумной установкой отличается от известной тем, что конструкция датчика принципиально иная и содержит кронштейн, коромысло, накопитель конденсирующихся паров рабочей жидкости, элек- тронагреватель, магнитную систему фиксации коромысла в горизонтальном положении, регулирующие балансиры, управляющийпостоянный магнит, поляризованный геркон.

Известно техническое решение конструкции устройства для защиты вакуумной камеры от паров рабочей жидкости вакуумного насоса. В этой конструкции осуще- ствляется контроль косвенного параметра - давления в вакуумной камере и управляющий сигнал выдается в зависимости от косвенного параметра. Эта схема защиты вакуумной камеры от паров рабочей жидкости вакуумного насоса малоэффективна, так как она на учитывает то, что при увеличении потока негерметичности всегда имеется период, когда насосы своей быстротой действия парируют его увеличение и поддерживают постоянным давление в ка- мере.-Однако, в определяемый момент времени при постоянном давлении в камере появляется миграция паров рабочей жидкости в вакуумный объем, которая может превышать допустимые нормы. В этом случае поверхность испытуемого объекта оказывается чрезмерно загрязненной, что ведет к невыполнению требований по чистоте вакуума. Кроме того, как известно .водяные пары, испаряющиеся из теплоизоляции летательного аппарата в вакуумный объем, попадают в рабочую жидкость кипятильника насоса и изменяют характер истечения пара из сопел и конденсации его на стенках корпуса насоса. Это приводит к увеличению обратного потока паров рабочей жидкости. В предлагаемом техническом решении этот недостаток устраняется благодаря ведению контроля непосредственно величины концентрации паров рабочей жидкости на входе в откачиваемый объем или в районе размещения критичных к парам рабочей жидкости элементов изделия за счет использования электромеханического регистрирующего устройства паров рабочей жидкости новой конструкции.

На приведенном чертеже изображена система автоматического управления вакуумной установкой. Система автоматического управления вакуумной установкой содержит вакуумную камеру 1, входной и выходной управляемые вентили диффузионного насоса и размещенное в откачиваемом объеме устройство 2, регистрирующее

концентрацию паров рабочей жидкости. Устройство 2 содержит кронштейн 3. На кронштейне 3 установлено коромысло 4 с осью 5. На одним плече коромысла 4 закреплен

накопитель конденсирующихся паров рабочей жидкости 6 с электронагревателем 7. Накопитель 6 выполнен в виде пластины из материала с высокой теплопроводностью, например из пористого алюминия. На конце

коромысла 4 со стороны накопителя жидкости 6 и на стойке кронштейна 3 установлены друг против друга с некоторым зазором два постоянных магнита 8.и 9. Магниты 8 и 9 обращены друг к другу разноименными по5 люсамии образуют магнитную систему фиксации коромысла в горизонтальном положении. При этом магнит 9 установлен с возможностью регулирования зазора между магнитами, определяющего усилие удер0 живания коромысла в горизонтальном положении. Регулировка зазора осуществ- , ляется регулировочным винтом 10 и зажимным винтом 11. Другое плечо коромысла 4 выполнено частично в виде стержня с резь5 бой, на котором установлены балансиры 12. На конце плеча коромысла 4 закреплен постоянный магнит 13, управляющий поляризованным герконом 14, установленным на кронштейне 3 таким образом, что постоян0 ный магнит 15 поляризованного геркона 14 обращен к управляющему магниту 13 одноименным полюсом, а зазор между ними установлен минимально необходимым Для обеспечения свободы качания коромысла 4.

5 При этом напряженность поля управляющего магнита 13 должна быть меньше напряженности поля магнитной систе мы фиксации коромысла 4. Контакт геркона 14 посредством электроприводов 16, проходя0 щих через гермоввод 17, включен в цепь катушки реле РП 1, контакты которого включены в схему сигнализации и в схему командной аппаратуры воздействия на входной и выходной управляемые вакуумные вентили

5 диффузионного насоса.

Электронагреватель 7 накопителя рабочей жидкости 6 через электропроводники 18, гибкие спиральные электропроводники 19, электропроводники 20 и коммутирую0 щий контакт реле РП 1 подключен к источнику питания. На кронштейне 3 закреплен ограничитель 21 рабочего хода коромысла 4. Система работает следующим образом. Перед началом работы вакуумной уста5 новки по откачке вакуумной камеры с изделием устройство 2 устанавливается в вакуумной камере вблизи входного вентиля или в районе расположения критичных к парам рабочей жидкости элементов изде- лия, например вблизи солнечных батарей

космического аппарата. При снятых с кронштейна постоянном магните 9 и поляризованном герконе 14 и отсутствии конденсата паров рабочей жидкости на накопителе б производится балансировка коромысла 4 в горизонтальном положении с помощью балансиров 12. Затем устанавливается на место поляризованный геркон 14 и постоянный магнит 9 и осуществляется фиксация коромысла в горизонтальном положении путем регулировки зазора между разноименными полюсами магнитов 8 и 9. Этот зазор должен обеспечить такое удерживающее усилие между магнитами 8 и 9, чтобы с одной стороны парировать взаимодействие одноименных полюсов постоянных магнитов 13 и 15, стремящихся вывести коромысло 4 из горизонтального положения, с другой стороны обеспечить чувствительность, достаточную для того, чтобы при незначительном расчетном количестве сконденсировавшихся паров рабочей жидкости на накопителе 6 коромысло 4 выходило из равновесия и покидало зону магнитных полей,

Перед началом вакуумной откачки вакуумной камеры и после ее герметизации подается рабочее напрях ение на устройство 2 путем коммутирования контактов выключателей В 1 и В 2, Контакт поляризованного геркона 14 разомкнут, так как его магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 15, компенсируется .противоположным полем управляющего постоянного магнита 13. Так как контакт поляризованного геркона 14 разомкнут, то катушка реле РП 1 обесточена. При этом нормально разомкнутые контакты реле РП 1 разомкнуты, нормально замкнутые контакты реле РП 1 замкнуты. Цепь питания электронагревателя 7 обесточена, входной и выходной управляемые вентили диффузионного насоса открыты, в цепи сигнализации обесточена лампа индикации аварийного режима ЛК, запитана лампа индикации нормального режима работ вакуумной установки ЛЗ.

После появления конденсирующихся .паров рабочей жидкости на накопителе 6 и осаждении некоторого количества рабочей жидкости на нем происходит разбаланс коромысла 4. Количество рабочей жидкости, при котором происходит нарушение равновесия коромысла 4, определяется величиной промежутка между магнитами 8 и 9, силой взаимодействия магнитов 8 и 9, а также массой балансиров 12 и расстоянием их места размещения на коромысле до оси коромысла. После нарушения равновесия коромысла 4 накопитель 6 опускается в сторону ограничителя 2 1 рабочего хода коромысла 4, а другое плечо коромысла 4 с постоянным магнитом 13 начинает подниматься. Так как напряженность поля управляющего магнита 13 перестает оказы- 5 вать воздействие на поляризованный геркон 14, контакт геркона 14 замыкается. При этом запитывается цепь катушки реле РП 1, замыкаются нормально разомкнутые контакты реле РП 1 .и размыкаются нормально

0 замкнутые контакты реле РП 1, В результате автоматической коммутации осуществляетсязапитывание цепи электронагревателя 7 накопителя рабочей жидкости 6, в цепи сигнализации обесточи5 ваются приборы индикации нормального режима работы вакуумной установки Л 3, за- питываются приборы индикации аварийного режима работы ЛК, командная аппаратура отрабатывает программу по за0 крытию входного и выходного управляемых вентилей диффузионного насоса. После отсечения вакуумной камеры с изделием от откачной системы проводят выявление причин, вызвавших повышенную миграцию па5 ров рабочей жидкости в вакуумный объем. Тем временем, в результате разогрева накопителя б, выполненного в виде пластины из материала с высокой теплопроводностью электронагревателем 7 происходит испаре0 ние конденсата в вакуум и очистка развитой поверхности накопителя 6 от скондесиро- вавшихся паров рабочей жидкости. Плечо коромысла 4 со стороны накопителя б поднимается, плечо с балансирами 12 опускает5 ся. При достижении положения равновесия срабатывает- магнитный механизм фиксации коромысла в горизонтальном положении. При этом электрический контакт поляризованного геркона 14 размыкается,

0 контакты реле РП 1 переходят в состояние, соответствующее нормальному режиму работы вакуумной установки, электронагреватель 7 обесточивается, в цепи сигнализации запитываются приборы индикации нормального режима работы ЛЗ, командная ап5 паратура снимает запрет на открытие входного и выходного управляемых вентилей диффузионного насоса. Накопитель б быстро остывает за счет отвода тепла в процессе емкостного охлаждения к корпусу ва0 куумной камеры.

Система готова к работе. Таким образом, контроль режима работы установки по величине концентрации паров рабочей жидкости позволяет защитить

5 вакуумную камеру, изделие и элементы изделия, критичные к парам рабочей жидкости, от загрязнения парами рабочей жидкости и повысить надежность испытаний.

Формула изобретения Система автоматического управления вакуумной установкой, содержащая входной и выходной управляемые вакуумные вентили диффузионного насоса с нагревателем и регистрирующее устройство, связанное с сигнализирующей и командной аппаратурой воздействия на вакуумные вентили, отличающаяся тем, что, с целью защиты вакуумной камеры от загрязнения парами рабочей жидкости и повышениянадежности испытаний, регистрирующее устройство паров рабочей жидкости выполнено в виде установленного на кронштейне коромысла, на одном плече которого закреплены накопитель конденсирующихся паров рабочей жидкости с электронагревателем и магнитная система фиксации коромысла в горизонтальном по10

ложении, выполненная в виде пары постоянных магнитов, один из которых закреплен на конце коромысла, а другой установлен на кронштейне с возможностью регулирования зазора между ними, при этом магниты обращены друг к другу разноименными полюсами, на другом плече коромысла установлены регулирующие балансиры и управляющий постоянный магнит, взаимо0 действующий с поляризованным герконом, установленным на кронштейне оппозитно управляющему постоянному магниту и включенным в электрическую схему, связанную с сигнализирующей и командной аппа5 ратурой воздействия на вакуумные вентили, и в цепь питания электронагревателя, а напряженность поля управляющего магнита меньше напряженности поля магнитной системы фиксации коромысла.

54« а

Сущность изобретения: регистрирующее устр-во связано с сигнализирующей и Изобретение относится к вакуумной технике, а именно кцсистемам автоматического управления вакуумными установками. Целью изобретения является защита вакуумной камеры от загрязнения парами рабочей жидкости и повышение надежности испытаний. Ј Сущность изобретения заключается в защите вакуумной камеры от загрязнения командной аппаратурой воздействия на вакуумные входной и выходной управляемые вентили диффузионного насоса. Устр-во выполнено в виде установленного на кронштейне коромысла, на одном плече к-рого закреплены накопитель конденсирующихся паров рабочей жидкости с электронагревателем и магнитная система фиксации коромысла в горизонтальном положении. Система выполнена в виде пары постоянных магнитов, один из которых закреплен на конце коромысла, другой установлен на кронштейне с возможностью регулирования зазора между ними. Магниты обращены друг к другу разноименными полюсами. На другом плече коромысла установлены регулирующие балансиры и управляющий постоянный магнит, взаимодействующий с поляризованным герконом, установленным на кронштейне оппозитно управляющему магниту и включенным в электрическую схему, связанную с командной аппаратурой, и в цепь питания электронагревателя. Напряженность поля магнита меньше напряженности поля магнитной системы фиксации коромысла. 1 ил. парами рабочей жидкости и повышение надежности испытаний путем ведения контроля за величиной концентрации паров рабочей жидкости на входе в откачиваемый объем или в районе размещения критичных к парам рабочей жидкости элементов изделия за счет использования нового чувстви- тельногоэлектромеханического регистрирующего устройства паров рабочей жидкости. 00 о о со