在一定的體積下,一定質量的氣體,溫度每升高(或降低)1℃,它的壓強比原來增加(或減少)1/273。 4、平均**程: λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速:
Q=流量(托•升/秒) P=壓強(托) V=體積(升) t=時間(秒) 6、通導: C=Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽氣時間:
對于從大氣壓到1托抽氣時間計算式: t=8V/S (經(jīng)驗公式) (V為體積,S為抽氣速率,通常t在5~10分鐘內選擇。) 8、維持泵選擇: S維=S前/10 9、擴散泵抽速估算: S=3D2 (D=直徑cm) 10、羅茨泵的前級抽速:
Q漏-系統(tǒng)漏率(mmHg•l/s) V-系統(tǒng)容積(l) P1-真空泵停止時系統(tǒng)中壓強(mmHg)
P2-真空室經(jīng)過時間t后達到的壓強(mmHg) t-壓強從P1升到P2經(jīng)過的時間(s) 12、粗抽泵的抽速選擇: S=Q1/P預 (l/s)
S-機械泵有效抽速 Q1-真空系統(tǒng)漏氣率(托•升/秒) P預-需要達到的預真空度(托) V-真空系統(tǒng)容積(升) t-達到P預時所需要的時間 Pa-大氣壓值(托)
排氣口壓力低于一個大氣壓的傳輸泵如擴散泵、油增壓泵、羅茨泵、渦輪分子泵等,它們工作時需要前級泵來維持其前級壓力低于臨界值,選用的前級泵必須能將主泵的**大氣體量排走,根據(jù)管路中,各截面流量恒等的原則有: PnSg≥PgS 或 Sg≥Pgs/Pn
Sg-前級泵的有效抽速(l/s) Pn-主泵臨界前級壓強(**大排氣壓強)(l/s) Pg-真空室**高工作壓強(托) S-主泵工作時在Pg時的有效抽速。(l/s) 14、擴散泵抽速計算公式: S=Q/P=(K•n)/(P•t)(升/秒)
式中:S-被試泵的抽氣速率(l/s) n-滴管內油柱上升格數(shù)(格)
t-油柱上升n格所需要的時間(秒) P-在泵口附近測得的壓強(托)
K-滴管系數(shù)(托•升/秒) K=V0•(L/n)•(Υ0/Υm)+Pa△Vt
其中V0-滴管和真空膠管的原始容積(升) L-滴管刻度部分的長度(mm) n-滴管刻度部分的格數(shù)(格) Υ0-油的比重(克/厘米3) Υm-汞的比重(克/厘米3) Pa-當?shù)卮髿鈮簭?托) △Vt-滴管的刻度上的一格的對應的容積(升/格) 15、
旋片真空泵的幾何抽速計算公式:
S=πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s) 式中:Z為旋片數(shù),n為轉速(轉/分),L為泵腔長度,D為泵腔直徑,d為轉子直徑(cm),Kv為容積利用系數(shù)(一般取95%)。 16、O型橡膠槽深B=0.7D
D為橡膠直徑,槽寬C=1.6B
17、方形橡膠槽深B=0.8A
A為方形橡膠邊長,槽寬C=1.67B
選用真空泵時,需要注意下列事項:
1、真空泵的工作壓強應該滿足真空設備的極限真空及工作壓強要求。如:真空鍍膜要求1×10-5mmHg的真空度,選用的真空泵的真空度**少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設備真空度半個到一個數(shù)量級。
2、正確地選擇真空泵的工作點。每種泵都有一定的工作壓強范圍,如:擴散泵為10-3~10-7mmHg,在這樣寬壓強范圍內,泵的抽速隨壓強而變化,其穩(wěn)定的工作壓強范圍為5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作點應該選在這個范圍之內,而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作,但其工作壓強應小于1×10-5mmHg為好。
3、真空泵在其工作壓強下,應能排走真空設備工藝過程中產(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,互相補充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對氫有很高的抽速,但不能抽氦,而三極型濺射離子泵,(或二極型非對稱陰極濺射離子泵)對氬有一定的抽速,兩者組合起來,便會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,需要預真空;有的真空泵出口壓強低于大氣壓,需要前級泵,故都需要把泵組合起來使用。 5、真空設備對油污染的要求。若設備嚴格要求無油時,應該選各種無油泵,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?;覊m,有無腐蝕性等。選擇真空泵時,需要知道氣體成分,針對被抽氣體選擇相應的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體,應該考慮在泵的進氣口管路上安裝輔助設備,如冷凝器、除塵器等。
7、真空泵排出來的油蒸氣對環(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、真空泵工作時產(chǎn)生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許,應選擇無振動的泵或者采取防振動措施。
9、真空泵的價格、運轉及維修費用。 水環(huán)式真空泵的選擇
一、泵類型的確定
泵的類型主要由工作所需的氣量、真空度或排氣壓力而定。 泵工作時,需要注意以下兩個方面: 盡可能要求在高效區(qū)內,也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內運行。
應避免在**大真空度或**大排氣壓力附近運行。在此區(qū)域內運行,不僅效率極低,而且工作很不穩(wěn)定,易產(chǎn)生振動和噪音。對于真空度較高的真空泵而言,在此區(qū)域之內運行,往往還會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標志是泵內有噪音和振動。汽蝕會導致泵體、葉輪等零件的損壞,以致泵無法工作。
根據(jù)以上原則,當泵所需的真空度或氣體壓力不高時,可優(yōu)先在單級泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高,單級泵往往不能滿足,或者,要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量,即要求性能曲線在較高真空度時較平坦,可選用兩級泵。如果真空度要求在-710mmHg以上,可選用水環(huán)-大氣泵或水環(huán)-羅茨真空機組作為抽真空裝置。
如果只作真空泵用,則選用單作用泵比較好。因為單作用泵的構造簡單,容易制造和維護,且在高真空情況下抗汽蝕性好。
如果僅作較大氣量的壓縮機使用,則選用雙作用的泵比較合適。因為雙作用泵的氣量大,體積小,重量輕,徑向力能得到自動平衡,軸不容易產(chǎn)生疲勞斷裂,泵的使用壽命較長。 二、根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量選擇真空泵
初步選定了泵的類型之后,對于真空泵,還要根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量來選用泵的型號。 關于真空泵的抽速選擇及抽氣時間計算可參照我公司網(wǎng)頁.
面對各種型式的水環(huán)式真空泵及壓縮機,我們特將其各自特點收集如下,以利于用戶選型 代號 主要特點 極限真空度 mmHg 工作真空度 mmHg 抽速范圍 m3/min 密封形式
sk G內設計單級水環(huán)真空泵,結構簡單、維修方便。目前G內主流的低真空水環(huán)式真空泵。 -700 -300~-650 0.15~120 盤根、
機械密封
2sk G內設計雙級水環(huán)真空泵,相當于兩臺SK水環(huán)泵串聯(lián)使用,比較單級水環(huán)泵具有真空度高及高真空下抽速較大的特點。目前G內主流水環(huán)式真空泵。 -735 -300~-700 1.5~30 盤根、 機械密封
2BV 采用西門子先進技術,機泵同軸,結構緊湊,效率高,真空度高,性能穩(wěn)定,將逐漸替代SK、2SK系列0.4~6m3/min抽速的水環(huán)真空泵。 -735 -300~-700 0.45~8.33 機械密封
2BE1 采用西門子先進技術,效率高,真空度高,性能穩(wěn)定,將逐漸替代SK、2SK系列6~120m3/min抽速的水環(huán)真空泵。 -735 -640 -300~-700
-300~-600 5~400 盤根、
機械密封
SZ 50年代蘇聯(lián)技術,效率低,能耗大,80年代初已被淘汰,主要應用于老用戶。 -640~-700 -300~-650 1.5~27 盤根
SZB 50年代蘇聯(lián)技術,效率低,能耗大,80年代初已被淘汰,主要應用于水泵引水,目前已被SK系列水環(huán)泵替代。 -600 -300~-550 0.33~0.66 盤根 2SY 主要應用于水環(huán)壓縮機,**大排氣壓強為0.6MPa - - 6~30 機械密封
2YK 結構基本與2SK系列相同,可以用被抽介質作為工作液,極限真空度隨被抽介質的飽合蒸氣壓而改變。表中極限真空度為工作介質為變壓器油時的極限真空度。 -755 -300~-720 1.5~30 機械密封