真空系统的设计中的主泵的选择(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)真空技术网整理 作者:鬼马

    在真空系统中,主泵决定了被抽容器的极限真空度和工作真空度,而前级泵则在主泵出口处造成始终低于主泵的临界前级压力的真空度,保证主泵能正常工作。

   选主泵要考虑两个方面,一是选择主泵的类型,二是确定主泵抽速的大小。

    (1)真空系统主泵类型的确定

    确定主泵类型的依据是:

    ①根据被抽容器所要求达到的极限真空度和工作真空度。一般选取主泵的极限真空度稍高于被抽容器所要求的极限真空度(如高半个数量级)。每一种泵都有其最佳工作压强范围,应保证将被抽容器的工作真空度选在主泵的最佳抽速压强范围内。

    ②根据被抽气体的种类,每种气体所占的比例以及气体中所夹杂的灰尘情况。为此,应当对各种真空泵的性能及使用特点进行了解。例如:油封式机械真空泵能够直接向大气中排气,即可以单独抽空,又可以作为某些泵的前级泵。在无气镇装置的情况下,该泵只适用于抽除干燥气体、当带有气镇装置时,也可以抽除含有少量水蒸气的气体,不适合抽除有爆炸性的气体,对金属有腐蚀性的气体,以及含有颗粒灰尘的气体。再如油增压泵和油扩散泵,它们都属于油蒸汽流泵。这两种泵对摩尔质量较小的气体(如氢气)抽气能力大,被抽气体中含有少量灰尘和水蒸汽也影响不大。但它们不能将气体直接排到大气中去,必须有前级泵,而且工作前必须有一个预真空环境。这两种泵作为主泵的系统,都会有一定数量的泵油蒸气返流到被抽容器中。

    ③根据初次投资和日常运转维护费用

    当两种类型以上的泵都适合选用时,则要根据经济指标来确定主泵。在比较经济指标时,要从整套真空系统来考虑。如图12是油扩散泵、油增压泵、罗茨泵系统单位抽气速率(L/s)的价格与入口压强间的关系曲线。图13是单位抽气速率(L/s)的输入功率与入口压强的关系曲线。由两个图中的曲线可见,在1.33×10-1~13.3Pa的压强范围内,以油增压泵为主泵的真空系统比较经济,所需要的功率小。在压强低于1.33×104Pa的范围内,油扩散泵抽气系统比较经济。在压强高于13.3Pa的范围内,罗茨泵抽气系统比较经济。所以在选泵过程中应立足于即适用又经济。

单位抽气速率的价格与入口压强间的关系曲线

图12:油扩散泵、油增压泵、罗茨泵系统单位抽气速率(L/s)的价格与入口压强间的关系曲线

单位抽气速率的输入功率与入口压强的关系曲线

图13:单位抽气速率(L/s)的输入功率与入口压强的关系曲线

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