?01?真空泵的分類

1.按性能特點和用途分類

1）低真空泵

泵的極限壓力高于102Pa的真空泵屬于低真空泵。常見的低真空泵有往復(fù)式真空泵、旋轉(zhuǎn)式真空泵、液環(huán)式真空泵、噴射式真空泵以及吸附式真空泵。

2）中真空泵

極限壓力在102~-10-1Pa的真空泵屬于中真空泵。常見的有羅茨真空泵、多級噴射式真空泵、多級旋轉(zhuǎn)機械真空泵以及高速旋轉(zhuǎn)式機械真空泵等。

3）高真空泵

極限壓力在10-1~10-5Pa的真空泵屬于高真空泵。常見的高真空泵有各種擴散泵及分子泵等。

4）超高真空泵

極限壓力低于10-5Pa的真空泵屬于超高真空泵。超高真空泵主要有各種離子泵、低溫泵等。

2.按工作原理和結(jié)構(gòu)特點分類

1）機械式容積真空泵

靠機械運動使泵腔工作容積周期變化來實現(xiàn)抽氣作用的是機械式容積真空泵。屬于這類泵的有往復(fù)式真空泵、旋轉(zhuǎn)式機械泵(包括旋片式、螺桿式、羅茨式、液環(huán)式等)。這類泵中除機械增壓泵外，一般均可單獨使用。

2）射流式真空泵

沒有機械運動部件,主要靠通過噴嘴的高速射流來抽真空的是射流式真空泵。屬于這類泵的有水蒸氣噴射泵、空氣噴射泵、水噴射泵以及各種擴散泵等。這類泵結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,壽命長,易于維修,應(yīng)用比較普遍。

3.各類真空泵的工作壓力范圍及特征

?02?真空泵的選擇

1.依據(jù)和條件

1）系統(tǒng)對真空度的要求

根據(jù)系統(tǒng)對真空度的要求，選擇相應(yīng)極限真空的泵。一般要求泵的極限真空比系統(tǒng)要求的極限真空高0.5~1個數(shù)量級。

2）系統(tǒng)正常工作時的壓力范圍

要求泵正常工作的壓力范圍必須滿足系統(tǒng)所要求的工作壓力。

3）被抽氣體種類、成分、雜質(zhì)情況及系統(tǒng)工作時對污染的限制要求。

被抽氣體性質(zhì)及對污染的要求是選擇不同特性真空泵的一個重要條件。

它不但與工作時泵的性能有關(guān)，而且直接與泵的工作壽命及檢修維護情況有關(guān)，特別是在化工生產(chǎn)中，它往往是正確選泵的一個關(guān)鍵因素。

4）系統(tǒng)被抽氣量或體積流量

它是決定選擇某一類型真空泵的主要依據(jù)。

2.真空泵的選擇及抽速計算

1）計算真空泵的有效抽速S (L/s)。

根據(jù)真空系統(tǒng)要求的工作壓力pg、真空系統(tǒng)的總氣體量Q，計算泵的有效抽速：

S＝Q/pg

式中，Q為真空系統(tǒng)的總氣體量，Pa. L/s，包括真空系統(tǒng)工作過程中產(chǎn)生的氣體量、真空系統(tǒng)及真空元件的放氣量和真空系統(tǒng)的總漏氣量。

通常將按此式計算出的有效抽速S增大20%~30%或更大作為主泵的名義抽速。

2）確定真空泵的抽速

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。由流導(dǎo)串聯(lián)公式有

1/S＝1/Sp?+1/U

3）根據(jù)被抽氣體種類、成分、溫度以及氣體含灰塵雜質(zhì)情況選真空泵 。

4）根據(jù)真空室對油污染要求的不同，來選擇有油、無油、半無油、干式、濕式真空泵。干式真空泵適合于要求絕對無油或工作液、或?qū)ぷ饕簝Υ婧吞幚碣M用比較關(guān)切等場合。

5）根據(jù)投資及日常維護運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟指標(biāo)來選擇。

3.前級泵的配置及抽速確定

主真空泵選定之后，如何配置前級泵，需遵守的原則是：

①求前級泵造成主真空泵工作所需的預(yù)真空條件；

②抽走主真空泵產(chǎn)生的最大氣體量；

③必須滿足主真空泵進氣口能工作的最大壓力時所需的預(yù)抽時間要求。

不同的主真空泵，其前級泵配置各異，分述如下。

1）蒸汽流泵前級配置

此類泵包括油擴散泵、油擴散噴射泵以及增擴泵等。在主泵允許的最大排氣口壓力下，前級泵需將主泵產(chǎn)生的最大氣體量及時抽走，即前級泵的有效抽速必須滿足：

Sq> pg?.S/ pn或Qmax?/pn

式中,Sq——前級泵的有效抽速，L/s，和選擇高真空泵一樣，先由Sq來確定前級泵的抽速，然后再根據(jù)該抽速選定泵型；

?pn?——主泵前級的臨界前級壓力，Pa；

Qmax?——所能排出的最大氣體量，Pa .L/s；

pg?——主泵允許的最高工作壓力，Pa；

S——主泵工作在pg時的有效抽速，L/s。

在選擇前級泵時，應(yīng)該注意機械泵的抽速是在大氣壓力下測得的，但正常使用的泵都是在低于大氣壓的條件下運轉(zhuǎn)，使泵的抽速下降了，因而我們必須根據(jù)抽速曲線來選擇泵。若沒有抽速曲線，可參考經(jīng)驗公式

Sp?=(1.5～3) S’p

式中，Sp——實際選用的前級泵的抽速；

S’p——計算要求的前級泵抽速。

2）羅茨泵配置油封機械泵

羅茨泵前級配置油封機械泵時,前級泵的抽速由經(jīng)驗公式確定，即

Sp＝（1/3~1/8）SL

式中，Sp——前級泵的抽速，L/s;

SL——羅茨泵的抽速，L/s。

式中，系數(shù)選擇，通常抽速大的羅獲泵取小值，抽速小的選大值。

3）羅茨泵配置水環(huán)泵為前級

羅茨泵~水環(huán)泵機組，水環(huán)泵抽速選擇根據(jù)經(jīng)驗確定，即

Ss＝（1/3?~1/5）SL

式中，Ss——前級泵的抽速，L/s;

SL——羅茨泵的抽速，L/s。

4）羅茨泵串聯(lián)機組

用于較高真空度的羅茨泵不能直接排大氣，因此串聯(lián)二級的羅茨泵仍需要一個機械泵或水環(huán)泵后級。

羅茨泵串聯(lián)機組，有兩種配置方式，其一是羅茨泵—羅茨泵—機械泵；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，兩羅茨泵抽速關(guān)系由經(jīng)驗確定，即

SjL＝（1/2?~1/4）SL

式中，SjL——前級羅茨泵的抽速，L/s;

SL——羅茨泵的抽速，L/s。

5）渦輪分子泵前級配置

渦輪分子泵所配置的前級泵抽速，應(yīng)滿足

Sp> Qmax/ pj

式中, Sp——前級泵的抽速，L/s;

pj——渦輪分子泵前級壓力，通常為2Pa;

Qmax——最大流量，Pa. L/s，渦輪分子泵平穩(wěn)抽速范圍為10-1~10-7?Pa。故最大流量Qmax值應(yīng)等于10-1Pa下的抽速與該壓力之積。

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