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真空泵的選擇(一)

來源:環(huán)球糧機(jī)網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2015-05-07 14:03:30

  真空泵的作用就是從真空室中抽除氣體分子,降低真空室內(nèi)的氣體壓力,使之達(dá)到要求的真空度。概括地講從大氣到極高真空有一個(gè)很大的范圍,至今為止還沒有一種真空系統(tǒng)能覆蓋這個(gè)范圍。因此,為達(dá)到不同產(chǎn)品的工藝指標(biāo)、工作效率和設(shè)備工作壽命要求、不同的真空區(qū)段需要選擇不同的真空系統(tǒng)配置。為達(dá)到最佳配置,選擇真空系統(tǒng)時(shí),應(yīng)考慮下述各點(diǎn):


    確定工作真空范圍:


    首先必須檢查確定每一種工藝要求的真空度。因?yàn)槊恳环N工藝都有其適應(yīng)的真空度范圍,必須認(rèn)真研究確定之。


    確定極限真空度:


    在確定了工藝要求的真空度的基礎(chǔ)上檢查真空泵系統(tǒng)的極限真空度,因?yàn)橄到y(tǒng)的極限真空度決定了系統(tǒng)的最佳工作真空度。一般來講,系統(tǒng)的極限真空度比系統(tǒng)的工作真空度低20%,比前級(jí)泵的極限真空度低50%。


    被抽氣體種類與抽氣量:


    檢查確定工藝要求的抽氣種類與抽氣量。因?yàn)槿绻怀闅怏w種類與泵內(nèi)液體發(fā)生反應(yīng),泵系統(tǒng)將被污染。同時(shí)必須考慮確定合適的排氣時(shí)間與抽氣過程中產(chǎn)生的氣體量。


    真空容積:


    檢查確定達(dá)到要求的真空度所需要的時(shí)間、真空管道的流阻與泄漏。


    考慮達(dá)到要求真空度后在一定工藝要求條件下維持真空需要的抽氣速率。


    主真空泵的選擇計(jì)算


    S=2.303V/tLog(P1/P2)


    其中:


    S為真空泵抽氣速率(L/s),V為真空室容積(L),t為達(dá)到要求真空度所需時(shí)間(s),P1為初始真空度(Torr),P2為要求真空度(Torr)


   例如:


   V=500L


   t=30s


   P1=760Torr


   P2=50Torr


   則:S=2.303V/tLog(P1/P2)


   =2.303x500/30xLog(760/50)


   =35.4L/s


   當(dāng)然上式只是理論計(jì)算結(jié)果,還有若干變量因素未考慮進(jìn)去,如管道流阻、泄漏、過濾器的流阻、被抽氣體溫度等。實(shí)際上還應(yīng)當(dāng)將安全系數(shù)考慮在內(nèi)。


   目前工業(yè)中應(yīng)用最多的是水環(huán)式真空泵和旋片式真空泵等


   一般的要求是:


   1、真空度、真空容積、主要介質(zhì)、溫度、主要容積類設(shè)備。


   2、真空流入介質(zhì)及流量、壓力、溫度、規(guī)律。


   3、抽氣量、抽出氣體介質(zhì)、溫度。


   4、真空設(shè)備的占地面積、自動(dòng)化程度、真空管道規(guī)格


   選用真空泵時(shí)需要注意事項(xiàng):


   1、真空泵的工作壓強(qiáng)應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強(qiáng)要求。如:真空鍍膜要求1×10-5mmHg的真空度,選用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個(gè)到一個(gè)數(shù)量級(jí)。


   2、正確地選擇真空泵的工作點(diǎn)。每種泵都有一定的工作壓強(qiáng)范圍,如:擴(kuò)散泵為10-3~10-7mmHg,在這樣寬壓強(qiáng)范圍內(nèi),泵的抽速隨壓強(qiáng)而變化,其穩(wěn)定的工作壓強(qiáng)范圍為5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作點(diǎn)應(yīng)該選在這個(gè)范圍之內(nèi),而不能讓它在10-8mmHg下長(zhǎng)期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作,但其工作壓強(qiáng)應(yīng)小于1×10-5mmHg為好。


   3、真空泵在其工作壓強(qiáng)下,應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。


   4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣,因而,有時(shí)選用一種泵不能滿足抽氣要求,需要幾種泵組合起來,互相補(bǔ)充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對(duì)氫有很高的抽速,但不能抽氦,而三極型濺射離子泵,(或二極型非對(duì)稱陰極濺射離子泵)對(duì)氬有一定的抽速,兩者組合起來,便會(huì)使真空裝置得到較好的真空度。另外,有的真空泵不能在大氣壓下工作,需要預(yù)真空;有的真空泵出口壓強(qiáng)低于大氣壓,需要前級(jí)泵,故都需要把泵組合起來使用。


   5、真空設(shè)備對(duì)油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時(shí),應(yīng)該選各種無油泵,如:水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格,可以選擇有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、擋油阱等,也能達(dá)到清潔真空要求。


   6、了解被抽氣體成分,氣體中含不含可凝蒸氣,有無顆粒灰塵,有無腐蝕性等。選擇真空泵時(shí),需要知道氣體成分,針對(duì)被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體,應(yīng)該考慮在泵的進(jìn)氣口管路上安裝輔助設(shè)備,如冷凝器、除塵器等。


   7、真空泵排出來的油蒸氣對(duì)環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染,可以選無油真空泵,或者把油蒸氣排到室外。


   8、真空泵工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許,應(yīng)選擇無振動(dòng)的泵或者采取防振動(dòng)措施。


   9、真空泵的價(jià)格、運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用。

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