真空泵的应用.docx
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1、真空泵选型真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真 空度。概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围,至今为止还没有一种真空系统能掩 盖这个范围。因此,为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设施工作寿命要求、不同的真 空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置,选择真空系统时,应考虑下述各 点:确定工作真空范围:-首先必需检查确定每一种工艺要求的真空度。由于每一种工艺都有其 适应的真空度范围,必需仔细讨论确定之。确定极限真空度-在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度,由于系统的极限真 空度打算了系统的最佳工作真空度。一般来讲,系统的
2、极限真空度比系统的工作真空度低 20%,比前级泵的极限真空度低50%。被抽气体种类与抽气量检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。由于假如被抽气体种类与泵内液体发生反应, 泵系统将被污染。同时必需考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。 真空容积检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。考虑达到要求真空度后在肯定工艺要求条件卜维持真空需要的抽气速率。主真空泵的选择计算S=2.303V/tLog(Pl/P2)其中:S为真空泵抽气速率(L/s)V为真空室容积(L)t为达到要求真空度所需时间(s)P1为初始真空度(Torr)P2为要求真空度(Torr)例如:V=500Lt=30
3、sPl=760TorrP2=5()Torr则:S=2.303V/t Log(Pl/P2)=2.303x500/30xLog(760/50)=35.4L/s当然上式只是理论计算结果,还有若干变量因素未考虑进去,如管道流阻、泄漏、过 滤器的流阻、被抽气体温度等。实际上还应将平安系数考虑在内。目前工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等一般的要求是:1、真空度、真空容积、主要介质、温度、主要容枳类设施。2、真空流入介质及流量、压力、温度、规律。3、抽气量、抽出气体介质、温度。4、真空设施的占地面积、自动化程度、真空管道规格选用真空泵时需要留意事项:1、真空泵的工作压强应满意真空设施的极限真空及
4、工作压强要求。如:真空镀膜要求 1x10-5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5x10-6mmHg。通常选择泵的真空度 要高于真空设施真空度半个到一个数量级。2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有肯定的工作压强范围,如:集中泵为 10-310-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为 5xlO-4-5xlO-6mmHg,因而,泵的工作点应选在这个范围之内,而不能让它在10-8mmHg 下长期工作。又如钛升华泵可以在IO-2mmHg下工作,但其工作压强应小于lx10-5mmHg 为好。3、真空泵在其工作压强下,应能排走真空设施工艺过程中产生的全部气
5、体量。4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满意抽气要 求,需要几种泵组合起来,相互补充才能满意抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但 不能抽氮,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氮有肯定的抽速, 两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。此外,有的真空泵不能在大气压下工作, 需要预真空:有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。 5、真空设施对油污染的要求。若设施严格要求无油时,应选各种无油泵,如I:水环泵、分 子筛吸附泵、溅射离了泵、低温泵等。假如要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污 染措施,如加冷阱
6、、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。6、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空 泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。假如气体中含有蒸气、颗粒、及腐 蚀性气体,应考虑在泵的进气口管路上安装帮助设施,如冷凝器、除尘器等。7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。假如环境不允许有污染,可以选无油真空泵, 或者把油蒸气排到室外。8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许,应选择无振 动的泵或者实行防振动措施。9、真空泵的价格、运转及修理费用。这个化工手册有公式的,可以去查下! S=QRT/(P*M)S是抽气率Q是系统漏气
7、量,放气量。T是温度,P系统压力M是系统气体分子量!真空计算常用公式1、玻义尔定律体积V,压强P, PV=常数(肯定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的 体积成反比。即 P1/P2=V2/V1)2、盖吕萨克定律当压强P不变时,肯定质量的气体,其体积V与肯定温度T成正比:(VI/V2=T1/T2 = 常数)当压强不变时,肯定质量的气体,温度每提升(或P降低)1 ,则它的体积比原来增加 (或缩小)1/273。3、查理定律当气体的体积V保持不变,肯定质量的气体,压强P与其他肯定温度T成正比,即:P1/P2=T1/T2在肯定的体积下,肯定质量的气体,温度每提升(或降低)1C,它的压强比原来增
8、加(或削减)1/273。4、平均*程:X=(5xlO-3)/P (cm)5、抽速:S=dv/dt (升/秒)或 S=Q/PQ=流量(托升/秒)P=压强(托)V =体积(升)t=时间(秒)6、通导:C=Q/(P2-P1)(升/秒)7、真空抽气时间:对于从大气压到I托抽气时间计算式:l=8V/S (阅历公式)(V为体积,S为抽气速率,通常t在510分钟内选择。)8、维持泵选择:S维=5前/109、集中泵抽速估算:S=3D2 (D=直径 cm)10、罗茨泵的前级抽速:S = (0.1 0.2)S 罗(l/s)11、漏率:Qi = V(P2-Pl)/(t2-tl)Q漏一系统漏率(mmHgl/s)V-系
9、统容积P1一真空泵停止时系统中压强(mmHg)P2真空室经过时间t后达到的压强(mmHg)t压强从Pl升到P2经过的时间12、粗抽泵的抽速选择:S=Q1/P 预(l/s)S=2.3V*lg(Pa/P 预)/tS一机械泵有效抽速Q1 真空系统漏气率(托升/秒)P预一需要达到的预真空度(托)V 真空系统容积(升)t一达到P预时所需要的时间Pa一大气压值(托)13、前级泵抽速选择:排气口压力低于一个大气压的传输泵如集中泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等, 它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必需能将主泵的最大气 体量排走,依据管路中,各截面流量恒等的原则有:PnSgPgS 或
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