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真空机组配置和真空泵的抽速有关?

  不同的真空系统需要不同的真空度。因此,通常需要用一套真空装置来完成,即在不同压力范围内工作的真空泵串联起来。

  高真空侧的真空泵可以达到系统所需的真空度,而低真空侧的真空泵直接与大气相通。显然,最简单的真空装置是直接排放空气的真空泵。然而,高真空系统通常需要三级单元,而中等真空系统通常需要两级单元。

  高真空泵和低真空泵难以形成有效的高真空单元。这有几个原因。连续性是其中之一。高真空泵都有前级耐压的限制,即如果前级高于一定压力,泵就不能正常工作。然而,当当前级泵达到该临界压力时,泵送速度通常会降低,因此前一级泵的废气专利复审3)可能小于主泵的废气流量。这种不一致性流量破坏了连续性流量的要求,并将不可避免地导致真空装置不能正常工作。然而,如果另一个真空泵连接在高真空泵和低真空泵之间,它可以作为上下之间的连接,流量是连续的,并且每个泵可以在最佳状态下工作。罗茨泵可以在中等真空范围内工作,这是最合适的,所以它也被称为罗茨增压泵。因为它的压缩比不高,它可以连接在几帕到几百帕的范围内。当三级高真空机组进入的真空度相对较高时,由于主泵的废气流量明显减少,此时只有较小的前级泵能保持抽气的连续性,这是实际应用中经常采用的方法,从而降低了机组的能耗。


  高真空机组通常需要三级机组的另一个原因是高真空泵的吸入压力的限制。泵具有初始工作压力,传统的高真空泵在几帕的范围内。因此,在主泵开始工作之前,前级泵必须预泵至该压力。然而,直接排放大气的前级泵通常需要很长时间来泵送至该压力,因为随着压力降低,泵的泵送速度降低,特别是对于周期性泵送空气的真空单元,需要时间来达到工作真空度。预抽时间越长,进入工作真空度越长,增加一台真空泵与前级低真空泵配合,可以在短时间内达到主泵的工作压力,使系统尽快工作进入,保证设备的使用效率。

  罗茨泵和油增压泵都可以用作中型真空泵。分子增压泵具有非常高的压缩比,这不仅使其能够获得清洁的真空,而且具有优异的高真空性能。同时,它在中等真空范围内也有很强的抽吸能力。这使得分子增压泵成为目前唯一具有中高真空性能的真空泵,因此只有与低真空泵相匹配,才能形成与三级机组性能相当的高真空机组。具体地,因为分子增压泵的耐压性高,所以前级泵可以容易地处于高流量状态;然而,分子增压泵的高吸入压力减缓了前级泵的预泵送负载。分子增压泵可以在100-50Pa下工作。前级泵从大气到该压力的压力基本上遵循每经过一段时间压力降低一个数量级的规律。因此,该单元可以具有非常高的泵送效率。简化高真空装置和取消罗茨泵是分子增压泵的另一个优点。对于较大的高真空应用设备,前级泵的预抽能力也可适当加强,以进一步缩短泵送时间。由于预抽时间与整个排气过程相比非常短,所以前级泵的使用时间也非常短,所以它也可以作为多台设备的预抽功能,这通常是非常现实的。这大大简化了大规模应用的真空装置。

  在一些中等真空应用中,需要进入10-1Pa的范围,这对于罗茨泵的次级单元来说通常是难以实现的。然而,使用与两级罗茨泵串联的三级单元可以将真空度增加一个数量级,并且进入10-1Pa。因此,三级装置也常用于中等真空应用。由于分子增压泵能以10-1Pa的全速泵送,它也能代替三级介质真空装置中的两级罗茨泵。一般来说,分子增压泵可以完全取代在中真空低压范围内长期工作的罗茨泵泵。但是,在介质真空的高端压力范围内长时间工作的罗茨泵应该比较少,因为在这个压力范围内的前置泵往往具有很强的泵送速度。


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