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正宇真空設(shè)備
Zhengyu vacuum EquipmentProfessional vacuum pump equipment and maintenance parts service provider
設(shè)計(jì)一套使用方便而又工作可靠的真空系統(tǒng),選取主泵是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。選取主泵不能只 選泵及配泵 追求某一項(xiàng)指標(biāo),必須根據(jù)使用條件多方面綜合考慮。真空系統(tǒng)選取主泵的主要依據(jù)如下 ①空載時(shí)真空室所需要達(dá)到的極限真空度 根據(jù)真空室所需要建立的極限真空確定主泵的類型,選取主泵的極限真空要比真空室的 極限真空高,通常高半個(gè)數(shù)量級(jí)到一個(gè)數(shù)量級(jí) ②根據(jù)真空室進(jìn)行工藝生產(chǎn)(或?qū)嶒?yàn))時(shí)所需要的工作壓力選主泵 這項(xiàng)要求比較重要,因此要求能夠掌握主泵的最佳抽速的壓力范圍,各類真空泵工作壓 力范圍及最佳工作壓力。真空室的工作壓力一定要保證在主泵最佳抽速壓力范圍內(nèi),所需要 的主泵抽速由工藝生產(chǎn)中放出的氣量、系統(tǒng)漏氣量及所需要工作壓力來(lái)確定。 計(jì)算主泵的有效抽速 根據(jù)真空室要求的工作壓力Pg,真空室的總氣體量Q,計(jì)算泵的有效抽速
Q(L/s)
(3-19)
式(319)中Q為真空室的總氣體量(Pa·L/s)。Q通常由三部分組成,即
(3-20 Q=Q1+Q2+Q3 式中Q
真空室工作過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量; Q2真空室及真空元件的放氣量; Q3真空室的總漏氣量 (2)確定主泵的抽速 根據(jù)有效抽速S以及泵與真空室之間的連接管道的流導(dǎo)U確定主泵的抽速Sp。由流 串聯(lián)公式有
SU
(3-20b) 或者
由式(3-20a)可見,為了增大有效抽速S必須增大流導(dǎo)U,為此連接管道要短而粗。管道 直徑不能小于主泵人口直徑,目前各種真空系統(tǒng)抽氣管道的直徑通常等于主泵入口直徑(特殊 情況可大于抽氣口的直徑,如:由于管道上設(shè)置冷阱,為增大流導(dǎo)而使管道局部加粗)。 吃。在計(jì)算主泵有效抽速時(shí),通常將按式(3-19)計(jì)算出的主泵的有效抽速S增大20%~ %或更大 這主要是不論是分子流、黏滯流的流導(dǎo)計(jì)算公式都是在假定氣體流動(dòng)理想狀態(tài)下,按穩(wěn) 定的條件推導(dǎo)出來(lái)的,與實(shí)際的情況有差別。為此,必須將計(jì)算出的有效抽速增大 根據(jù)抽氣體種類、成分、溫度以及氣體含灰雜質(zhì)情況選主泵,蒸汽流泵對(duì)不同種類氣體 的理論抽速詳見表36。
注:1.蒸氣流泵或低溫吸附泵、離子泵、渦輪分子泵等對(duì)不同種類的被抽氣體具有不同的抽氣速率,這是由于這些 氣體要被抽除時(shí),必須先通過(guò)氣體分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)到達(dá)上述泵的抽氣面(口),不同氣體分子的平均速率不同,造成了泵的 抽速的差異,這個(gè)差異有時(shí)是很大的,在真空系統(tǒng)選取及配備主泵時(shí),必須考慮這一因素, 2表中值是根據(jù)擴(kuò)散泵抽速的理論公式得出的計(jì)算結(jié)果 式中S—擴(kuò)散泵名義抽速,m3/s 被抽氣體分子平均速率,m/s —噴射蒸氣分子的平均速率,u通常取400m/s; A—噴氣流的截面積 3.計(jì)算指出:蒸氣流泵對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量小的氣體抽速大,對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量大的氣體抽速小,通常產(chǎn)品給出的抽速是 指對(duì)空氣或N2的抽速。對(duì)低溫泵、分子泵、離子泵、吸附泵等高真空、超高真空抽氣泵而言,它們的抽速也與被抽氣體 分子的平均速率有關(guān)。對(duì)氮?dú)獾某樗賁N2比應(yīng)為
根據(jù)真空室對(duì)油污染要求的不同,來(lái)選擇有油、無(wú)油或半無(wú)油真空泵作主泵。 根據(jù)投資及日常維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)選擇。 (3)前級(jí)泵的配置及抽速確定 主泵選定之后,如何配置前級(jí)泵,需遵守的原則是 要求前級(jí)泵造成主泵工作所需的預(yù)真空條件 b.抽走主泵產(chǎn)生的最大氣體量; c.必須滿足主泵進(jìn)氣口能工作的最大壓力時(shí)所需的預(yù)抽時(shí)間要求。 不同的主泵其前級(jí)泵配置各異,分述如下 ①蒸氣流泵前級(jí)配置此類泵包括油擴(kuò)散泵、油擴(kuò)散噴射泵以及增擴(kuò)泵等。在主泵允許的 最大排氣口壓力下
及泵需將主泵產(chǎn)生的最大氣體量及時(shí)抽走,即前級(jí)泵的有效抽速必須滿足
(3-21) So> 前級(jí)泵的有效抽速,L/s,先由S4來(lái)確定前級(jí)泵的抽速,然后再根據(jù)該抽速 式中S
選定泵型; pn主泵前級(jí)的臨界前級(jí)壓力,Pa; Qmx—主泵所能排出的最大氣體量,Pa·L/s; 主泵允許的最高工作壓力,Pa S—主泵工作在p。時(shí)的有效抽速,L/s 在選擇前級(jí)泵時(shí),應(yīng)該注意機(jī)械泵的抽速是在大氣壓力下測(cè)得的,但正常使用的泵都是 在低于大氣壓的條件下運(yùn)轉(zhuǎn),使梨的抽速下降了,因而必須根據(jù)抽速曲線來(lái)選擇系。若滑有 抽速曲線,可參考經(jīng)驗(yàn)公式
式中Sp
實(shí)際選用的前級(jí)泵的抽速; S—計(jì)算要求的前級(jí)泵抽速 ②羅茨泵配置油封機(jī)械泵羅茨泵其前級(jí)配置油封機(jī)械泵時(shí),前級(jí)泵的抽速由經(jīng)驗(yàn)公 式確定,即
(3-23) 式中S,—前級(jí)泵的抽速,L/s 羅茨泵的抽速 式中系數(shù)選擇,通常抽速大的羅茨泵取小值,抽速小的選大值 ③羅茨泵以水環(huán)泵為前級(jí)羅茨泵-水環(huán)泵機(jī)組,水環(huán)泵抽速選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,即
SL 式中S。水環(huán)泵的抽速,L/s;
(3-24) SL——羅茨泵的抽速,L/s ④羅茨泵串聯(lián)機(jī)組羅茨泵串聯(lián)機(jī)組,有兩種配置方式:其一是羅茨泵羅茨泵-機(jī)械 泵;其二是羅茨泵-羅茨泵水環(huán)泵。兩種方式均是以一羅茨泵為主泵,而另一羅茨泵為前 級(jí),兩羅茨泵抽速關(guān)系由經(jīng)驗(yàn)確定,即
24 式中S—前級(jí)羅茨泵抽速,L
25) SL—主羅茨泵的抽速,L/s。
3.2真空系計(jì) ⑤渦輪分子泵前級(jí)配置渦輪分子泵所配置的前級(jí)泵抽速,應(yīng)滿足
Sp>
(3-26) L 前級(jí)泵的抽速 式中S
渦輪分子泵前級(jí)壓力,通常為2Pa; P
最大流量,渦輪分子泵平穩(wěn)抽速范圍為10-1~10-7Pa,故最大流量Q=x值應(yīng) Q
等于101Pa下的抽速與該壓力之積 (4)粗抽泵抽速確定 各種低溫泵、低溫吸附泵(不含分子篩泵)、濺射離子泵、鈦泵等均需要在某種預(yù)真空 下才能啟動(dòng)。此時(shí),系統(tǒng)所需預(yù)抽泵的抽速不僅與真空室容積有關(guān),同時(shí)與所需定的預(yù)抽時(shí) 間有關(guān)。預(yù)抽泵的抽速用下式計(jì)算
V
g 3K 式中
設(shè)定預(yù)抽時(shí)間 力系統(tǒng)中預(yù)真空壓力,Pa 其余符號(hào)同式(3-15)。 對(duì)于大型真空系統(tǒng),用主泵配置的前級(jí)泵作為粗抽泵時(shí)不可取。因?yàn)橛袝r(shí)為了縮短粗抽 時(shí)間,前級(jí)泵需配置較大,長(zhǎng)期運(yùn)行耗能很高,很不經(jīng)濟(jì)。為此,大型系統(tǒng)均配有專用的粗 抽泵。其抽速計(jì)算同式(3-27)
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