真空泵的選擇說明

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1×10-5
mmHg的真空度,選用的真空泵的真空度**少要5×10-6
mmHg。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10-3~10-7
mmHg,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
~5×10-6
mmHg。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10-8
mmHg下長(zhǎng)期工作。又如鈦升華泵可以在10-2
mmHg下工作,但其工作壓強(qiáng)應(yīng)小于1×10-5
mmHg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?;覊m,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。 
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(shí),需要注意以下兩個(gè)方面: 
? 盡可能要求在高效區(qū)內(nèi),也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。  
應(yīng)避免在**大真空度或**大排氣壓力附近運(yùn)行。在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,不僅效率極低,而且工作很不穩(wěn)定,易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。對(duì)于真空度較高的真空泵而言,在此區(qū)域之內(nèi)運(yùn)行,往往還會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪音和振動(dòng)。汽蝕會(huì)導(dǎo)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(dāng)泵所需的真空度或氣體壓力不高時(shí),可優(yōu)先在單級(jí)泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高,單級(jí)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(shí)較平坦,可選用兩級(jí)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(jī)組作為抽真空裝置。 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(duì)于真空泵,還要根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量來選用泵的型號(hào)。 關(guān)于真空泵的抽速選擇及抽氣時(shí)間計(jì)算可參照我公司網(wǎng)頁 真空計(jì)算公式。   
  面對(duì)各種型式的水環(huán)式真空泵及壓縮機(jī),我們特將其各自特點(diǎn)收集如下,以利于用戶選型

1、玻義爾定律 
體積V,壓強(qiáng)P,P·V=常數(shù) 
一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度不變時(shí),氣體的壓強(qiáng)與氣體的體積成反比。 
即P1/P2=V2/V1 2、蓋·呂薩克定律 
當(dāng)壓強(qiáng)P不變時(shí),一定質(zhì)量的氣體,其體積V與**溫度T成正比: 
V1/V2=T1/T2=常數(shù) 
當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),一定質(zhì)量的氣體,溫度每升高(或P降低)1℃,則它的體積比原來增加(或縮小)1/273。 
3、查理定律 
當(dāng)氣體的體積V保持不變,一定質(zhì)量的氣體,壓強(qiáng)P與其**溫度T成正比,即: 
P1/P2=T1/T2  
在一定的體積下,一定質(zhì)量的氣體,溫度每升高(或降低)1℃,它的壓強(qiáng)比原來增加(或減少)1/273。 
4、平均自由程: 
λ=(5×10-3
)/P (cm) 
5、抽速: 
S=dv/dt (升/秒)或 S=Q/P 
Q=流量(托·升/秒) P=壓強(qiáng)(托)  V=體積(升) t=時(shí)間(秒) 
6、通導(dǎo): C=Q/(P2-P1) (升/秒) 
7、真空抽氣時(shí)間: 
對(duì)于從大氣壓到1托抽氣時(shí)間計(jì)算式: t=8V/S (經(jīng)驗(yàn)公式) 
V為體積,S為抽氣速率,通常t在5~10分鐘內(nèi)選擇。  
8、維持泵選擇:
S維=S前/10 
9、擴(kuò)散泵抽速估算: 
S=3D2 (D=直徑cm) 
10、羅茨泵的前級(jí)抽速: 
S=(0.1~0.2)S羅 (l/s) 
11、漏率: 
Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1) Q漏-系統(tǒng)漏率(mmHg·l/s) V-系統(tǒng)容積(l) 
P1-真空泵停止時(shí)系統(tǒng)中壓強(qiáng)(mmHg) P2-真空室經(jīng)過時(shí)間t后達(dá)到的壓強(qiáng)(mmHg) t-壓強(qiáng)從P1升到P2經(jīng)過的時(shí)間(s) 
 
12、粗抽泵的抽速選擇: 
S=Q1/P預(yù) (l/s) S=2.3V·lg(Pa/P預(yù))/t S-機(jī)械泵有效抽速 
Q1-真空系統(tǒng)漏氣率(托·升/秒) P預(yù)-需要達(dá)到的預(yù)真空度(托) V-真空系統(tǒng)容積(升) t-達(dá)到P預(yù)時(shí)所需要的時(shí)間 Pa-大氣壓值(托) 
13、前級(jí)泵抽速選擇: 
排氣口壓力低于一個(gè)大氣壓的傳輸泵如擴(kuò)散泵、油增壓泵、羅茨泵、渦輪分子泵等,它們工作時(shí)需要前級(jí)泵來維持其前級(jí)壓力低于臨界值,選用的前級(jí)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(jí)泵的有效抽速(l/s) 
Pn-主泵臨界前級(jí)壓強(qiáng)(**大排氣壓強(qiáng))(l/s) Pg-真空室**高工作壓強(qiáng)(托) 
S-主泵工作時(shí)在Pg時(shí)的有效抽速。(l/s) 
14、擴(kuò)散泵抽速計(jì)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(nèi)油柱上升格數(shù)(格) t-油柱上升n格所需要的時(shí)間(秒) P-在泵口附近測(cè)得的壓強(qiáng)(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(zhǎng)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(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)(托) 
△Vt-滴管的刻度上的一格的對(duì)應(yīng)的容積(升/格) 
15、旋片真空泵的幾何抽速計(jì)算公式: 
S=πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s) 
式中:Z為旋片數(shù),n為轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分),L為泵腔長(zhǎng)度,D為泵腔直徑,d為轉(zhuǎn)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(zhǎng),槽寬C=1.67B