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「干货」真空泵的分类和选择

真空泵的分类  01 按性能特点和用途分类

  (1)低真空

  泵的极限压力高于102Pa的真空泵属于低真空泵。常见的低真空泵有往复式真空泵、旋转式真空泵、液环式真空泵、喷射式真空泵以及吸附式真空泵。

  (2)中真空泵

  极限压力在102~-10-1Pa的真空泵属于中真空泵。常见的有罗茨真空泵、多级喷射式真空泵、多级旋转机械真空泵以及高速旋转式机械真空泵等。

  (3)高真空泵

  极限压力在10-1~10-5Pa的真空泵属于高真空泵。常见的高真空泵有各种扩散泵及分子泵等。

  (4)超高真空泵

  极限压力低于10-5Pa的真空泵属于超高真空泵。超高真空泵主要有各种离子泵、低温泵等。

  02 按工作原理和结构特点分类

  (1)机械式容积真空泵

  靠机械运动使泵腔工作容积周期变化来实现抽气作用的是机核式容积真空泵。属于这类泵的有往复式真空泵、旋转式机械泵(包括旋片式、螺杆式、罗茨式、液环式等)。这类泵中除机械增压泵外,一般均可单独使用。

  (2)射流式真空泵

  没有机械运动部件,主要靠通过喷嘴的高速射流来抽真空的是射流式真空泵。属于这类泵的有水蒸气喷射泵、空气喷射泵、水喷射泵以及各种扩散泵等。这类泵结构简单,工作可靠,寿命长,易于维修,应用比较普遍。

  03 各类真空泵的工作压力范围及特征  真空泵的选择  01 依据和条件

  (1)系统对真空度的要求

  根据系统对真空度的要求,选择相应极限真空的泵。一般要求泵的极限真空比系统要求的极限真空高0.5~1个数量级。

  (2)系统正常工作时的压力范围

  要求泵正常工作的压力范围必须满足系统所要求的工作压力。

  (3)被抽气体种类、成分、杂质情况及系统工作时对污染的限制要求

  被抽气体性质及对污染的要求是选择不同特性真空泵的一个重要条件。它不但与工作时泵的性能有关,而且直接与泵的工作寿命及检修维护情况有关,特别是在化工生产中,它往往是正确选泵的一个关键因素。

  (4)系统被抽气量或体积流量

  它是决定选择某一类型真空泵的主要依据。

  02 真空泵的选择及抽速计算

  (1)计算真空泵的有效抽速S (L/s)。

  根据真空系统要求的工作压力pg、真空系统的总气体量Q,计算泵的有效抽速

  S=Q/pg

  式中,Q为真空系统的总气体量,Pa. L/s,包括真空系统工作过程中产生的气体量、真空系统及真空元件的放气量和真空系统的总漏气量。

  通常将按此式计算出的有效抽速S增大20%~30%或更大作为主泵的名义抽速。

  (2)确定真空泵的抽速。

  根据有效抽速S以及泵与真空室之间的连接管道的流导U确定主泵的抽速Sp。由流导串联公式有

  1/S=1/Sp +1/U

  (3)根据被抽气体种类、成分、温度以及气体含灰尘杂质情况选真空泵 。

  (4)根据真空室对油污染要求的不同,来选择有油、无油、半无油、干式、湿式真空泵。干式真空泵适合于要求绝对无油或工作液、或对工作液储存和处理费用比较关切等场合。

  (5)根据投资及日常维护运转的经济指标来选择。

  03 前级泵的配置及抽速确定

  主真空泵选定之后,如何配置前级泵,需遵守的原则是:

  ① 求前级泵造成主真空泵工作所需的预真空条件;

  ② 抽走主真空泵产生的最大气体量;

  ③ 必须满足主真空泵进气口能工作的最大压力时所需的预抽时间要求。

  不同的主真空泵,其前级泵配置各异,分述如下。

  (1)蒸汽流泵前级配置

  此类泵包括油扩散泵、油扩散喷射泵以及增扩泵等。在主泵允许的最大排气口压力下,前级泵需将主泵产生的最大气体量及时抽走,即前级泵的有效抽速必须满足:

  Sq< pg .S/ pn或Qmax /pn

  式中,Sq——前级泵的有效抽速,L/s,和选择高真空泵一样,先由Sq来确定前级泵的抽速,然后再根据该抽速选定泵型;

  pn ——主泵前级的临界前级压力,Pa;

  Qmax ——所能排出的最大气体量,Pa .L/s;

  pg ——主泵允许的最高工作压力,Pa;

  S——主泵工作在pg时的有效抽速,L/s。

  在选择前级泵时,应该注意机械泵的抽速是在大气压力下测得的,但正常使用的泵都是在低于大气压的条件下运转,使泵的抽速下降了,因而我们必须根据抽速曲线来选择泵。若没有抽速曲线,可参考经验公式

  Sp =(1.5~3) S’p

  式中,Sp——实际选用的前级泵的抽速;

  S’p——计算要求的前级泵抽速。

  (2)罗茨泵配置油封机械泵

  罗茨泵前级配置油封机械泵时,前级泵的抽速由经验公式确定,即

  Sp=(1/3~1/8)SL

  式中,Sp——前级泵的抽速,L/s;

  SL——罗茨泵的抽速,L/s。

  式中,系数选择,通常抽速大的罗获泵取小值,抽速小的选大值。

  (3)罗茨泵配置水环泵为前级

  罗茨泵~水环泵机组,水环泵抽速选择根据经验确定,即

  Ss=(1/3 -1/5)SL

  式中,Ss——前级泵的抽速,L/s;

  SL——罗茨泵的抽速,L/s。

  (4)罗茨泵串联机组

  用于较高真空度的罗茨泵不能直接排大气,因此串联二级的罗茨泵仍需要一个机械泵或水环泵后级。

  罗茨泵串联机组,有两种配置方式,其一是罗茨泵—罗茨泵—机械泵;其二是罗茨泵—罗茨泵—水环泵。两种方式均是以一罗茨泵为主泵,而另一罗茨泵为前级,两罗茨泵抽速关系由经验确定,即

  SjL=(1/2 ~1/4)SL

  式中,SjL——前级罗茨泵的抽速,L/s;

  SL——罗茨泵的抽速,L/s。

  (5)涡轮分子泵前级配置

  涡轮分子泵所配置的前级泵抽速,应满足

  Sp< Qmax/ pj

  式中, Sp——前级泵的抽速,L/s;

  pj——涡轮分子泵前级压力,通常为2Pa;

  Qmax——最大流量,Pa. L/s,涡轮分子泵平稳抽速范围为10-1~10-7 Pa。故最大流量Qmax值应等于10-1Pa下的抽速与该压力之积。

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