如何選擇真空泵
選用真空泵時(shí),需要注意下列事項(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(guò)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(lái),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(lái),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(lái)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(wú)油時(shí),應(yīng)該選各種無(wú)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(wú)顆粒灰塵,有無(wú)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(lái)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(wú)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(guò)程及環(huán)境有無(wú)影響。若工藝過(guò)程不允許,應(yīng)選擇無(wú)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。
〖 真空系統(tǒng)選擇 〗 真空范圍 低真空
真空度 105~102Pa
工藝
真空系統(tǒng)
*干式旋片泵系統(tǒng) *油封旋片泵系統(tǒng) *水封泵系統(tǒng) *柱塞泵系統(tǒng) *干式真空泵系統(tǒng) *多級(jí)旋片泵系統(tǒng) *羅茨泵系統(tǒng) *柱塞泵系統(tǒng) *擴(kuò)散泵系統(tǒng) *干式真空泵系統(tǒng) *吸附泵系統(tǒng) *擴(kuò)散泵系統(tǒng) *渦輪分子泵系統(tǒng) *吸附泵系統(tǒng) *低溫泵系統(tǒng) *離子泵系統(tǒng) *渦輪分子泵系統(tǒng) *低溫泵系統(tǒng) *吸附泵 *渦輪分子泵系統(tǒng) *低溫泵系統(tǒng) *離子泵系統(tǒng)
*真空輸運(yùn) *潔凈室 *打印機(jī)自動(dòng)進(jìn)紙
*真空濃縮罐*真空濃縮(干燥) *真空包裝
*真空充氣裝置 *真空干燥 *真空除氣 *真空蒸餾
*真空熱處理*真空爐 *真空冷凍干燥 *真空鍍膜
*真空冷凍干燥*真空蒸餾
高真空
10-1~10-5Pa
*真空氣體置換*真空密封 *真空焊接 *離子注入
*電子顯微鏡*等離子體發(fā)生器 *表面研究 *材料分析
超高真空
<10-5Pa
*原子核研究 *離子加速器 *物理學(xué)研究
中真空
102~10-1Pa
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簡(jiǎn)述水環(huán)式真空泵的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)
水環(huán)式真空泵(簡(jiǎn)稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為
2000~4000Pa,串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa。水環(huán)式真空泵也可用作壓縮機(jī),稱為水環(huán)式壓縮機(jī),是屬于低壓的壓縮機(jī),其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。
水環(huán)式真空泵*初用作自吸水泵,而后逐漸用于石油、化工、機(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過(guò)程中,如真空過(guò)濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環(huán)式真空泵得到廣泛的應(yīng)用。由于真空應(yīng)用技術(shù)的飛躍發(fā)展,水環(huán)式真空泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)式真空泵中氣體壓縮是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環(huán)泵應(yīng)用日益增多。
水環(huán)泵的工作原理如圖:在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中指示的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),水被葉輪拋向四周,由于離心力的作用,水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切,水環(huán)的下部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的上部0°為起點(diǎn),那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時(shí)氣體被吸入,當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕;當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),小腔由大變小,使氣體被壓縮;當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí),氣體便被排出泵外。
綜上所述,水環(huán)式真空泵是靠泵腔容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?水環(huán)泵和其它類型的機(jī)械真空泵相比有如下優(yōu)點(diǎn): 1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造精度要求不高,容易加工。
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2、結(jié)構(gòu)緊湊,泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高,一般可與電動(dòng)機(jī)直聯(lián),無(wú)須減速裝置。故用小的結(jié)構(gòu)尺寸,可以獲得大的排氣量,占地面積也小。
3、壓縮氣體基本上是等溫的,即壓縮氣體過(guò)程溫度變化很小。
4、由于泵腔內(nèi)沒(méi)有金屬磨擦表面,無(wú)須對(duì)泵內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑,而且磨損很小。轉(zhuǎn)動(dòng)件和固定件之間的密封可直接由水封來(lái)完成。
5、吸氣均勻,工作平穩(wěn)可靠,操作簡(jiǎn)單,維修方便。 水環(huán)式真空泵也有其缺點(diǎn):
1、效率低,一般在30%左右,較好的可達(dá)50%。
2、真空度低,這不僅是因?yàn)槭艿浇Y(jié)構(gòu)上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液,極限壓強(qiáng)只能達(dá)到2000~4000Pa。用油作工作液,可達(dá)130Pa。 總之,由于水環(huán)式真空泵中氣體壓縮是等溫的,故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒(méi)有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點(diǎn),盡管它效率低,仍然得到了廣泛的應(yīng)用。
真空泵的選擇方法和計(jì)算公式的介紹
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(méi)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*佳配置,選擇真空系統(tǒng)時(shí),應(yīng)考慮下述各點(diǎn):
1、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。 2、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*佳工作真空度。一般來(lái)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%。 3、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(guò)程中產(chǎn)生的氣體量。 4、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。 5、真空泵計(jì)算公式 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
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P1=760Torr P2=50Torr
則: S=2.303V/t Log(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(guò)濾器的流阻、被抽氣體溫度等。實(shí)際上還應(yīng)當(dāng)將**系數(shù)考慮在內(nèi)。
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