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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,使之達到要求的真空度。概括地講從大氣到極高真空有一個很大的范圍,至今為止還沒有一 種真空系統(tǒng)能覆蓋這個范圍。因此,為達到不同產(chǎn)品的工藝指標、工作效率和設備工作壽命要求、不同的真空區(qū)段需要選擇不同的真空系統(tǒng)配置。為達到理想配置, 選擇真空系統(tǒng)時
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110-5mmHg的真空度,選用的真空泵的真空度至少要510-6mmHg。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(nèi)
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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
確定極限真空度
----在確定了工藝要求的真空度的基礎上檢查真空泵系統(tǒng)的極限真空度,因為系統(tǒng)的極限真空度決定了系統(tǒng)的理想工作真空度。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。因為如果被抽氣體種類與泵內(nèi)液體發(fā)生反應,泵系統(tǒng)將被污染。同時必須考慮確定合適的排氣時間與抽氣過程中產(chǎn)生的氣體量。
真空容積
檢查確定達到要求的真空度所需要的時間、真空管道的流阻與泄漏。
考慮達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為達到要求真空度所需時間(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/t Log(P1/P2)
=2.303x500/30xLog(760/50)
=35.4L/s
當然上式只是理論計算結(jié)果,還有若干變量因素未考慮進去
目前工業(yè)中應用最多的是水環(huán)式真空泵和旋片式真空泵等
一般的要求是:
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2、真空流入介質(zhì)及流量
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選用真空泵時需要注意事項:
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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,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
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這個化工手冊有公式的
S是抽氣率 Q是系統(tǒng)漏氣量,放氣量。T是溫度,P系統(tǒng)壓力 M是系統(tǒng)氣體分子量!
真空計算常用公式
1、玻義爾定律
體積V,壓強P,P?V=常數(shù)(一定質(zhì)量的氣體,當溫度不變時
即P1/P2=V2/V1)
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當壓強P不變時
當壓強不變時
3、查理定律
當氣體的體積V保持不變
在一定的體積下,一定質(zhì)量的氣體
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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(托) V=體積(升) t=時間(秒)
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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
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S維=S前/10
9、擴散泵抽速估算:
S=3D2 (D=直徑cm)
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S=(0.1~0.2)S羅 (l/s)
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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)
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S=Q1/P預 (l/s)
S=2.3V?lg(Pa/P預)/t
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)
13、前級泵抽速選擇:
排氣口壓力低于一個大氣壓的傳輸泵如擴散泵
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(最大排氣壓強)(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
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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?/span>(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(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
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
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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
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
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7、真空泵排出來的油蒸氣對環(huán)境的影響如何
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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
泵工作時
盡可能要求在郵箱區(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)運行
應避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運行。在此區(qū)域內(nèi)運行
根據(jù)以上原則
如果只作真空泵用
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
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 國內(nèi)設計單級水環(huán)真空泵,結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。目前國內(nèi)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 國內(nèi)設計雙級水環(huán)真空泵
2BV 采用西門子先進技術
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
2SY 主要應用于水環(huán)壓縮機,最大排氣壓強為0.6MPa - - 6~30 機械密封
2YK 結(jié)構(gòu)基本與2SK系列相同,可以用被抽介質(zhì)作為工作液,極限真空度隨被抽介質(zhì)的飽合蒸氣壓而改變。表中極限真空度為工作介質(zhì)為變壓器油時的極限真空度。 -755 -300~-720 1.5~30 機械密封