Конструкция и принцип работы установки

Теоретическое решение нестационарной задачи связано со значительными математическими трудностями. Поэтому на практике стремятся выполнять такие условия, при которых нестационарное течение пленки во время центрифугирования можно рассматривать как квазистационарное, т.е. в период пуска центрифуги вращение подложки можно считать равномерным с определенной угловой скоростью. Таким условием является достаточно быстрый разгон центрифуги до заданной рабочей скорости. В зависимости от соотношения времени разгона центрифуги, времени растекания и скорости испарения растворителя при центрифугировании наблюдается течение с переменной вязкостью (нестационарный процесс) или течение, приближающееся к стационарному. Практически достаточно, чтобы .

Конструктивные решения позволяют разрабатывать центрифуги с таким малым временем разгона. Известно, что для ненагруженнных электродвигателей время разгона до рабочей скорости в лучшем случае составляет сотые доли секунды. При нагрузке двигателя дополнительными механизмами время разгона увеличивается значительно (иногда на порядок и больше).

Быстрое включение центрифуги на рабочую скорость, т.е. с малым временем разгона, можно осуществить двумя способами.

1. Специальный форсированный электрический режим пуска электродвигателя, который используется в зарубежных конструкциях центрифуг (например, фирма «Масrоnetics«). Однако этот способ ведет к большой перегрузке двигателя и сокращает его долговечность, кроме того, в отечественных стандартах и технических условиях на электродвигатели не рекомендуется форсированный режим работы электродвигателя.

2. Использование фрикционной муфты в приводе центрифуги. Полумуфта вместе со шпинделем центрифуги включается от фрикционного сцепления с другой полумуфтой, выполненной в виде маховика (т.е. имеющей большой момент инерции) и приводящейся во вращение электродвигатем. Данная конструкция позволяет использовать любой электродвигатель, так как время разгона шпинделя определяется временем оцепления полумуфт и соотношением их моментов инерции. Таким образом, можно достигать времени разгона в сотые доли секунды.

Конструкция и принцип работы установки

Работа проводится на лабораторной нестандартной установке. Центрифуга (рис.4) смонтирована в унифицированном столе, который встроен в стандартную пылезащитную камеру с вертикальным потоком обеспыленного воздуха. Стекла камеры окрашены в оранжевый цвет, не пропускающий излучения УФ-диапазона, чем предотвращается засвечивание фоторезиста. В столе установки имеется решетка, к которой подсоединяется воздуховод для отсоса испаряющихся из фоторезиста паров растворителя. Воздуховод подключается к вытяжной централизованной вентиляции.

Рис.4. Схема центрифуги: 1 — электродвигатель; 2 — пневмомуфта; 3 — стабилизаторы давления; 4, 8 — электромагнитный клапан; 5 — подложка; 6 — патрон; 7 — вакуумный насос; 9 — манометр; 10 — натяжной ролик; 11 — дозатор; 12 — маховик

 

Основным узлом центрифуги является ее модуль (рис.5). Модуль состоит из шпинделя 1, установленного в подшипниках 2, из втулки 3, маховика 4, установленного в подшипниках 5, корпуса 6, имеющего окна для сцепления маховика ременной передачей с валом двигателя, малоинерционного диска 7, который расположен на шпинделе и может  перемещаться вдоль него по шлицам. Кроме того, для сцепления малоинерционного диска с маховиком, в который установлено фрикционное кольцо 8, предусмотрена кольцевая мембрана 9, взаимодействующая с толкателями 10 и наружным кольцом подшипника 11. Полость 12 соединена с магистралью сжатого воздуха через управляемый клапан 13 и стабилизатор давления 14. Нижний конец шпинделя входит в вакуумную камеру 15, укрепленную в корпусе 6, не касаясь ее стенок. Вакуумная камера имеет лабиринтные уплотнения и соединена трубопроводом с вакуумным насосом через клапан 16. На верхнем конце шпинделя  установлен патрон 17, на котором укладывается подложка. Пружина 18 служит для прижима малоинерционного диска к тормозному кольцу 19, укрепленному в корпусе.

Сцепление малоинерционного диска с маховиком может осуществляться также сообщением полости 12 с атмосферой и соединением полости 20 с вакуумной системой через клапан 21.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector