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

10、 SgPgs/PnSg前级泵的有效抽速（l/s） Pn一主泵临界前级压强（最大排气压强）（l/s）Pg-真空室最高工作压强（托）S-主泵工作时在Pg时的有效抽速。（l/s）14、集中泵抽速计算公式：S=Q/P=（Kn）/（Pt）（升/秒）式中：S 一被试泵的抽气速率（l/s） n滴管内油柱提升格数（格）t一油柱提升n格所需要的时间（秒）P在泵口四周测得的压强（托）K 一 滴管系数（托升/秒）K=V0*（L/n）（Y0/Ym）+PaAVt其中VO一滴管和真空胶管的原始容积（升）L一滴管刻度部分的长度（mm）n 一滴管刻度部分的格数（格）丫0油的比重（克/厘米3）Ym一汞的比重（克/厘米3）Pa当

11、地大气压强（托）VI一滴管的刻度上的一格的对应的容积（升/格）15、旋片真空泵的几何抽速计算公式：S=7rZnLKv（D2-d2）/（24xl04） （1/s）式中：Z为旋片数，n为转速（转/分），L为泵腔长度，D为泵腔直径，d为转子宜径（cm）, Kv为容积采用系数（一般取95%）。16、O型橡胶槽深B=0.7DD为橡胶直径，槽宽C=1.6B17、方形橡胶槽深B=O.8AA为方形橡胶边长，槽宽C=1.67B选用真空泵时，需要留意下列事项：1、真空泵的工作压强应满意真空设施的极限真空及工作压强要求。如：真空镀膜要求 lx|（）-5mmHg的真空度，选用的真空泵的真空度至少要5xl（）-6mn】

12、Hg。通常选择泵的真空度 要富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 5x 10-4-5x 10-6mmHgo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10-2mmHg下工作，但其工作压强应小于lx 10-5mmHg 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

13、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）对僦有肯定的抽速, 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：水环泵、 分子筛吸附泵、溅射离子泵、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、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

14、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。水环式真空泵的选择一、泵类型的确定泵的类型主要由工作所需的气量、真空度或排气压力而定。泵工作时，需要留意以下两个方面： 尽可能要求在高效区内，也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内

15、运行。 应避开在最大真空度或最大排气压力四周运行。在此区域内运行，不仅效率极低，而且工作 很不稳定，易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言，在此区域之内运行，往往还 会发生汽蚀现象，产生这种现象的明显标志是泵内有噪音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等 零件的损坏，以致泵无法工作。依据以上原则，当泵所需的真空度或气体压力不高时，可优先在单级泵中选取。假如真 空度或排气压力较高，单级泵往往不能满意，或者，要求泵在较高真空度状况下仍有较大气 量，即要求性能曲线在较高真空度时较平坦，可选用两级泵。假如真空度要求在一710mmHg 以上，可选用水环一大气泵或水环一罗茨真空机组作为抽真空装置。假如只作真

16、空泵用，则选用单作用泵比较好。由于单作用泵的构造简洁，简洁制造和维 护，且在高真空状况下抗汽蚀性好。假如仅作较大气量的压缩机使用，则选用双作用的泵比较合适。由于双作用泵的气量大，体 积小，重量轻，径向力能得到自动平衡，轴不简洁产生疲惫断裂，泵的使用寿命较长。 二、依据系统所需的气量选择真空泵初步选定了泵的类型之后，对于真空泵，还要依据系统所需的气量来选用泵的型号。 关于真空泵的抽速选择及抽气时间计算可参照我公司网页.面对各种型式的水环式真空泵及压缩机，我们特将其各自特点收集如下，以利于用户选型 代号主要特点极限真空度mmHg 工作真空度 mmHg抽速范围m3/min密封形式sk国内设计单级水环

17、真空泵，结构简洁、修理便利。目前国内主流的低真空水环式真空泵。-700-300-6500.15-120盘根、机械密封 2sk国内设计双级水环真空泵，相当于两台SK水环泵串联使用，比较单级水环泵具有真空度高及高真空下抽速较大的特点。目前国内主流水环式真空 泵。 -735-300-7001.530盘根、机械密封2BV采纳西门子先进技术，机泵同轴，结构紧凑，效率高，真空度高，性能稳定，将渐渐替代 SK 、 2SK 系歹IJ 0.46m3/min 抽速的水环真空 泵。 -735-30()-7000.458.33机械密封2BE1 采纳西门子先进技术，效率高，真空度高，性能稳定，将渐渐替代SK、2SK系

18、列6120m3/min抽速的水环真空泵。-735-640-30(3-700-300-6005-400 盘根、机械密封SZ 50年月苏联技术，效率低，能耗大，80年月初已被淘汰，主要应用于老用 户。-640-700-300-6501.5-27 盘根SZB50年月苏联技术，效率低，能耗大，80年月初已被淘汰，主要应用于水泵引水，目前已被SK系列水环泵替代。-600-300-5500.330.66盘根2SY主要应用于水环压缩机，最大排气压强为0.6MPa -630机械密封2YK结构基本与2SK系列相同，可以用被抽介质作为工作液，极限真空度随被抽介质的饱合蒸气压而转变。表中极限真空度为工作介质为变压器油时的极限真空 度。 -755-300-7201.5-30机械密封