真空获得设备讲义
真空获得设备讲义
东北大学首期《真空技术》培训班系列教程
2.2 液环泵的基本类型与结构
2.2 液环泵的基本类型与结构 2.2.1基本类型 1）单级单作用液环泵:单级叶轮每旋转一周，吸 气排气各进行一次。抽气效率较低。 2）单级双作用液环泵：单级叶轮每旋转一周， 吸气、排气各进行两次。抽气效率较高。 3）双级液环泵：由单级单作用泵串联而成。 4）气体喷射泵＋液环泵机组：可以提高低压下 的抽速，扩大了液环泵的使用范围。
二、液环式真空泵
2.1液环泵的工作原理及特点
（a）单作用式液环泵 （b）双作用式液环泵 A－吸气口；B－排气口；C－间隙；
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单作用液环泵抽气（能量转换）过程： 前180°：小腔容积由小 → 大，压力降低，与 吸气口相通，吸气；
吸气终了时，小腔与吸气口隔绝，且应尽量 保证此时小腔容积为最大。
空Байду номын сангаас，扩散泵）。
真空获得设备
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2）气体捕集泵：吸附泵；低温泵。 真空泵的技术术语和适用范围术语：
启动压力；前级压力；最大前级压力； 最大工作压力；压缩比；何式系数；抽气系数；
返流率；水蒸气允许量；最大允许水蒸气入口 压力。
各种真空泵工作压力范围
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图4－6 双级泵结构示意图
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气镇阀是旋片泵为抽除可凝性气体而设置的。
通常，泵抽除的气体为永久性气体和可凝性气 体的混合物。在压缩和排气的过程中，当可凝 性气体的分压超过泵温时该气体饱和蒸汽压时， 可凝性气体会凝结并混于泵油中，随泵油循环， 并在返回高真空侧时重新蒸发成蒸汽。这将影 响到泵的抽气性能，加重泵油的污染程度。气 镇法或称掺气法可以有效地防止可凝性气体的 凝结，即在压缩过程中将经过控制的永久性气 体 （通常为室温干燥空气）由气镇孔掺入被压 缩气体中，使可凝性气体分压达到排气压力， 排气阀打开，将可凝性气体同永久气体一同排 出。油封式机械真空泵普遍装有气镇装置，因 此也叫气镇泵。
真空获得设备讲义
旋片泵不适于抽除含氧过高、有爆炸性的、 对金属有腐蚀性的、与泵油会发生化学发应的、 含有颗粒尘埃的气体。
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4.2旋片泵的工作原理与结构特点
旋片泵工作原理图
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旋片泵工作原理图
1－泵体； 2－旋片； 3－转子； 4－弹簧； 5－排气阀
BACK
真空获得设备
东北大学首期《真空技术》培训班系列教程 图4－2 2X型旋片泵结构简图
BACK
1－滤网；2－进气管；3－压板；4－排气阀；5－旋片； 6－弹簧；7－转子；8－放油螺塞；9－油标；10－排 气孔；11－皮带轮；12－轴端密封圈；13－气道
由于压缩比比较小，在抽气过程中消耗的功率 比较大。
真空获得设备
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罗茨泵的种类:低真空罗茨泵，如直排大气 的干式单级罗茨泵（10000Pa）和湿式罗茨泵 (2000Pa)；中真空罗茨泵，如机械增压泵 （1×10-1 Pa）等；高真空罗茨泵，如多级干 式罗茨泵（直排大气1Pa）。
4.2.1工作原理
旋片把转子、泵体、端盖形成的月牙形空间分 隔成A、B、C三部分。若转子按图中箭头方向 旋转时，A空间容积增加，压力降低，气体经 泵入口被吸入，此时处于吸气过程；B空间的 容积减小，压力增加，处于压缩过程；C空间 的容积进一步缩小，压力进一步增加，当压力 超过排气压力时，压缩气体推开泵油密封的排 气阀，处于向大气的排气过程。在泵的连续运 转过程中，不断进行吸气、压缩和排气过程， 从而达到连续抽气的目的。
真空获得设备讲义
真空获得设备讲义一、概述真空获得设备是一种用于生产真空环境的设备，主要应用于航空航天、电子工业、化工等领域。
它能够有效地将气体排出，创造出真空环境，以满足不同行业对真空环境的需求。
二、工作原理真空获得设备通过机械排气、物理排气和化学排气的方式，将容器内的气体排出，从而创造出真空环境。
它能够将气体压力降至所需的真空度，以满足用户的需求。
三、结构和组成真空获得设备通常由真空泵、真空阀门、真空表、真空管道等组成。
真空泵是其核心部件，通过吸入和排出气体来实现真空环境的创造。
真空阀门用于控制系统内的气体流动，真空表用于监测真空度，真空管道用于连接各个部件。
四、使用方法1. 接通电源，开启真空泵，并调节真空阀门，使气体顺利排出；2. 使用真空表监测真空度，根据需求调节真空泵的工作状态；3. 使用完毕后，关闭真空泵，断开电源，并进行清洁和维护工作。
五、注意事项1. 在使用真空获得设备时，应该严格按照操作手册进行操作，不得随意调节设备参数；2. 使用过程中要定期检查设备的工作状态，确保设备正常运行；3. 使用完毕后应及时清洁和维护设备，以延长设备的使用寿命。
六、总结真空获得设备是一种重要的工业设备，能够有效地创造真空环境，满足不同行业的需求。
合理使用和维护设备，能够为用户带来更大的生产效益。
真空获得设备在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。
它被广泛应用于航空航天、电子工业、化工、医疗器械等领域，为这些领域的生产提供了必不可少的真空环境。
在以下的1500字的篇幅中，我们将继续深入探讨真空获得设备的操作、应用、维护以及未来发展的趋势。
七、应用领域真空获得设备在航空航天领域中的应用极为广泛。
在航天器的研发与制造过程中，需要在工作环境中营造真空状态以模拟太空环境，以确保航天器在极端条件下的可靠性。
真空获得设备的应用可以保证航天器零部件的精密加工和装配过程，同时也能提供模拟太空环境的实验条件。
此外，还可用于航天器的推进系统的真空测试和失效分析。
真空获得设备原理与技术基础ppt课件
图3-5 泵体结构 (a)－整体式； (b)－中壁压入式； (c)－组合 式
8
①整体式 ：结构紧凑，连接及密封加工面 少，密封性能好。加工工艺较难。 关键：保证两腔同心度和泵腔内表面的精 度及粗糙度（光洁度）。 ②中壁压入式：高低腔为一整体，中隔板 由压力机压入，泵腔加工工艺性好。结构 紧凑。中壁压入公差较严，采用过盈配合 定位，泵腔与中隔板邻近处易产生变形。
磨、自润滑好的材料。 泵体毛坯铸件应进行时效处理，
以消除内应力，防止变形，提高耐磨性。
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转子结构有三种形式：整体 式、压套式和转子盘式。 ①整体式 ：加工基准是两端中心孔， 与转子盘式结构相比，其加工件和 装配量少，加工简单，节省工序， 几何精度和尺寸精度也得到了保证。 但缺点是对材质要求较高，而且其 旋片槽加工较困难，难以达到高精 度，较适于大泵；
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1－电机；2－手把；3－支架；4－油箱；5－排气管；6－挡油板； 7－气镇阀；8－油窗；9－油泵；10－放油螺塞；11－低级泵盖； 12－排气阀；13－低级旋片弹簧；14－低级旋片；15－低级转 子；16－中隔板；17－中间气道压板；18－挡油板支柱；19－ 高级转子；20－高级旋片及弹簧；21－辅助排气阀；22－高级 泵盖；23－泵连轴器；24－电机连轴器。
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排气阀对泵的真空度和噪音影响较 大。
排气阀有两种形式：一种是用橡胶 垫做阀片，如图3-7(a)所示；另一种是 用布质酚醛层压板或弹簧钢片做阀片， 如图3-7(b)所示。
排气阀必须浸在泵油中。在排气过 程中，压缩气体推开排气阀片，穿过泵 油排出。泵油起到密封的作用。
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在双级泵中，当高真空级与低 真空级为泵腔宽度不等时，需在两 级之间设置中间辅助排气阀，如图 3-8所示。
真空的获得和测量
真空的获得和测量一、 实验目的1．了解基本的真空系统的结构2．了解低真空的获得设备－机械泵的原理及使用3．了解热传导真空计、U型真空计、高频火花真空测定仪的原理及使用二、 实验原理真空系统是指压强小于1个大气压的系统。
1．真空的获得（1） 机械泵课件中有详细的介绍，该部分内容要求学生自学。
（2） 扩散泵（本次实验中并未使用，给学生简单介绍）扩散泵是靠油的蒸发－喷射－凝结重复循环来实现抽气的，由于射流具有高流速（约200m/s），高的蒸汽密度，且扩散泵油分子量大（300～500），故能有效的带走气体分子。
气体分子被带往出口处再由机械泵抽走。
2．真空的测量测量真空的仪器种类很多，本实验选用U型压力计、热偶真空计和高频电火花真空测定仪。
（1） 水银U型压力计构造简单，无需校准，可以在气压不太低时使用。
一般压力计一端封闭，另一端接入真空系统，封闭断为真空，这样压力计可直接指示总压力，两边水银柱的高度差即为总压力。
对于精密工作则需进行温度修正。
对于压力较低（低于103Pa）的测量，油压力计比水银压力计更精确，因为油的密度低得多，绝对压力由下式给出P=ρ油gh式中h是油压力计的读数。
（2） 热偶真空规的原理是利用在低气压下气体的热导率与压强之间的依赖关系。
在玻璃管中封入加热丝及两根不同金属丝制成一对热电偶。
当加热丝通以恒定的电流时，热丝的温度一定，当气体压强降低时，O点温度升高，则热电偶两端的热电动势增大，由外接毫伏计读出电压升高，压强与热电动势并非线性关系。
热偶真空计的测量范围大约在100～10-1Pa之间，它不能测量再低的压强，这是因为当压强更低时，热丝的温度较高，此时气体分子热传导带走的热量很小，而由热丝引线本身产生的热传导和热辐射这两部分不再与压强有关，因此就达到了测量下限。
（3） 高频电火花真空测定仪（捡漏仪）是一种粗略测量玻璃真空系统的仪器，接通电源后，调节放电火花间隙，当产生击穿放电时，将高频放电探头在被抽容器处不停的移动。
真空机组讲义
启动前的准备
对照本机组的外形安装图及流程图，检查安装的正确性：检查阀 门的开闭是否正确；校对压力表、真空表、温度表是否准确。
液环泵出厂前已加注润滑脂，无需再加。
检查联轴器对中，地脚螺栓是否紧固，开车运转10小时后需重新 校验联轴器对中精度（偏差应小于10丝）。
打开补液管路上的手动阀门，让液位升到液位计的中位线，用手 盘动转子，然后打开泵清洗排液管路的阀门，以便一边盘动一边 排出污液。对试运转后或曾投入过正式运行的机组，停机两天以 上重新起动的，要灌液（水）盘车冲洗，以免内部生锈、结垢而 造成起动困难。
8，泵供液管路：由于液环真空泵具有自吸功能，且气液分离罐的 中位线与液环真空泵的轴心线在同一水平面上，工作液通过液环 泵的自吸作用，从气液真空分机组离讲罐义 经换热器冷却后供给液环真空泵循 环使用。
下图为2BW5 203机组流程图
真空机组讲义
2BW5 203流程图
真空机组讲义
真空机组的使用
液环机组的使用注意事项，主要是液环泵的方面的，包 括液环泵的： 1，启动前的准备。 2，启动。 3，停机。
开始供工作液时，打开手动补液管路中的阀门，进行补充工作液； 工作液经 热交换器→液环真空泵→气液分离器→热交换器。当 液位升高至标准液位 （在气液分离器的液位计中位线150±30 mm内），可停止供给工作液。注：工作液过多会导致电机电流 过大。
给换热器通入冷却水，供水量可根据实际情况供冷却水；工作液 从换热器出来的温度与换热器冷却水进口的温度差一般在3～ 10°C；工作液温度越低，液环真空泵的汽蚀可能性就越低，真空 泵所能达到的真空度就越高，这样更有利于液环真空泵的寿命； 如果工作液从换热器出来的前后温度差<3°C，请先检查换热器的 冷却水量是否足够，并检查换器内部是否有结垢等现象。
常见真空获得设备结构原理与典型故障分析
常见真空获得设备结构原理与典型故障分析摘要：本文主要介绍几种常见的真空获得设备的结构组成和工作原理，以日常维修真空电子束焊和气相沉积真空获得设备的过程中所遇到的故障现象进行分析总结。
关键词：真空；机械泵；罗茨泵；扩散泵；抽速0 引言真空状态下的气体分子数目明显小于大气状态下，气体分子之间或分子与其它质点之间相互碰撞的次数也明显减少，基于这一特点，加之科学技术的发展，越来越多的真空设备广泛应用于电子、化工、冶金、机械、石油及原子能等工业部门中，满足某些工艺和高新技术的特殊要求。
随着真空获得设备应用扩大，就会产生真空获得设备的保养、维修等一系列问题，这就要求我们要学习研究真空获得设备方面的知识，补充自己的不足。
真空泵是用来获得、改善、维持真空所使用的设备，常见的真空泵有机械泵、罗茨泵、扩散泵及涡轮分子泵等。
1.旋片式油封机械真空泵用油来保持运动部件的密封，靠泵腔容积变化而实现抽气的机械真空泵统称为旋片式油封机械真空泵（以下简称机械泵）。
机械泵是国内真空获得技术中应用最广的一种泵，属于低真空泵，其工作压强范围为1x105-1.33x10-2(Pa)。
我们日常工作中常见的有德国浦发公司生产的DUO系列机械泵，下面均以DUO系列机械泵为例进行分析。
1.1 机械泵的结构组成和工作原理机械泵结构组成主要包括泵体、转子、旋片、端盖、弹簧、电机、联轴器、壳体、气镇阀、排气阀等。
在旋片泵的腔内偏心的安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的两个旋片。
旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。
两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成三部分，当转子旋转时，与吸气口相通的空间的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。
而与排气口相通的空间的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。
居中的空间的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。
由于吸气口相通的空间的容积是逐渐增大（即膨胀），气体压强降低，泵的入口处外部气体压强大于吸气口相通的空间内的压强，因此将气体吸入。
培训系列之6张以忱中真空获得设备精品PPT课件
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抽气特点：
罗茨泵在抽气过程中其工作空间容积是不变 的，即“无内压缩”，这与大多数的变容式真空 泵不同。
6.1.3.1泵的结构特点
转子在泵体中如何安装决定了泵的总体结构。目前国内外 的罗茨泵大致有两种型式： 1）立式：这种结构的进、排气口成水平位置，装配和连接都 比较方便。但泵的重心较高，在高速运转时稳定性差，故 多用于小泵。 2）卧式：泵的进气口在上，排气口在下。有时排气口水平 方向接出，因而，进、排气方向是相互垂直的。排气口可 以从两个方向接出，一端接排气管道，另一端堵死或接旁 通阀。这种结构重心低，高速运转时稳定性好，一般用于 大、中型泵。
中真空罗茨泵： 机械增压泵（1×10-1 Pa）；
高真空罗茨泵： 多级干式罗茨泵（高真空多级罗茨泵）
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6.1.1.2罗茨泵在真空工程领域中应用：
由于泵腔内无摩擦，转子可高速运转，一般： 500～3000r／min。泵的润滑部位仅限于轴承、齿 轮及动密封处（齿轮箱有油，且与泵腔之间有压差， 预抽管通前级侧）。
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真空设备讲义
1
附着力差
2
针孔
3
均一性差 (色差)
工件与靶相对位置不合理 旋转机构运转不匀速/不合理 机器参数不稳 制程气体布局&抽气系统设计 不合理 工件表面粗糙度不均匀
重新设计工件与靶相对位置 检查旋转机构,增加工件自转 保持机器参数稳定 修正设计 工件表面研磨,提高粗糙度均匀 性 尝试溅镀代替蒸镀 重新设计膜层 解决针孔/附着力问题 重新设计膜层,增加面层保护 提高chamber真空度 调电源功率 按SOP装工件 清洁水管 冷冻机加制冷剂/维修
加油/维护/维修
加油/维护/维修 破真空/停机先关 高阀 维修高阀
高阀漏气 泵结构设计不合 泵加冷阱 理
温度不断上升,抽 气能力降低 * 若有报警,可按提示处理 10 Cryo泵温度升高
泵吸附达到饱和 再生regenerate
• 2.2 真空镀膜常见的失效模式
常见的失效模式 可能原因 负偏压不够 工件基材表面脏污 解决方法 调节负偏压 提高清洗/静电除尘效果 增加预溅射电压/时间(必要时对 预溅射清洗/活化不够 工件加热) 考虑底漆/中间膜层设计 膜层工艺不合理 (相邻膜层的原子间亲和力好) chamber真空度不够 提高chamber真空度 工件基材表面脏污 提高清洗/静电除尘效果 靶材预溅射清洗 靶材有杂质/气孔/表面氧化物 换靶材 chamber脏 清洁chamber chamber残余气体太多,混入膜 提高chamber真空度 内
150 0 改变
• 1.1 溅射率与离子入射角的关系
S
靶
溅射率
m
θ Ar
Al
1 0 0° θm 90° θ
• 入射角
对Au,Ag,Cu,Pt影响小.; 对Al,Fe,Ti,Ta影响大.
第2章 真空获得技术
扩散泵的结构
• 底部为蒸发器，内储有扩散泵油。上部为 进气口，右侧旁管为出气口。在工作时出 气口由机械泵提供前置真空。
扩散泵的工作原理
• 扩散泵是利用被抽气体向蒸汽流 扩散的现象来实现排气作用的。 • 当扩散泵油被加热后会产生大量 的油蒸汽，油蒸汽沿着蒸汽导管 传输到上部，经伞形喷嘴射出来。 • 由于喷嘴外的压强较低 （0.1~1Pa），于是蒸汽会向下喷 射出较长距离，形成一高速定向 的蒸汽流。其射流的速度可高达 200m/s左右，且其压强低于扩散 泵进气口上方被抽气体的分压器， 两者形成压强差。
• • • • • •
其他类型的机械泵： 罗茨泵，极限真空可进入10-1Pa。 活塞泵 膜片泵 爪式泵。 读者可以看教材！
2.3 蒸汽流扩散泵
• 蒸汽流扩散泵在真空镀膜系统中获得了 广 泛的应用； • 其结构简单；寿命长；真空度能满足多种 系统的需要；成本低。 • 小型的泵有用玻璃制造，目前一般都由金 属制成。
扩散泵油：
• 在扩散泵发展初期，多用汞作为工作液。但由于 汞在室温下具有高达0.3Pa的饱和蒸汽压，故必 须配以冷阱，以降低饱和蒸汽压，较为麻烦；且 汞有毒，故后来多采用有机油类作为工作液。 • 作为工作液的油类，必须满足下列要求： • 在室温下的饱和蒸汽压够低，以提高泵的极限真 空度； • 在加热工作的温度下具有高的饱和蒸汽压，以能 得到高浓度的蒸汽； • 热稳定性、化学稳定性及氧化性好。 • 扩散泵油主要有两类，一类是混合物油，一类是 单质油。
扩散泵与机械泵配合使用
• 扩散泵必须与机械泵配合使用才能组成高 真空系统，单独使用扩散泵是没有抽气作 用的。经验指出，扩散泵的口径一般是镀 膜钟罩的三分之一，而扩散泵的抽速大约 为钟罩容积的45倍，由此便可选择合适抽 速的机械泵。
真空泵的工作原理PPT课件
随着科技的进步和工业的发展，对真空技术的需求越来越高。未来，真空泵市场将继续保持增长态势，特别是在 新能源、新材料等领域的应用将不断拓展。同时，随着环保意识的提高和绿色制造技术的推广，低噪音、低能耗 、无油污染的环保型真空泵将成为市场主流。
2023
PART 02
真空泵工作原理
REPORTING
气体性质
考虑被抽气体的性质，如腐蚀 性、易燃易爆性等，选择适合
的真空泵材质和结构。
环境因素
考虑工作环境的温度、湿度、 海拔高度等因素对真空泵性能
的影响。
经济性
在满足工艺要求的前提下，综 合考虑真空泵的价格、维护成
本、使用寿命等因素。
案例分析与实践经验分享
案例一
某化工厂选用水环式真空泵，因其耐腐蚀、抽气量大且价格适中，满足生产需求。
操作使用规程 在启动真空泵前，确保电源接线正确，电压稳定。
检查真空泵的油位，确保在合适范围内。
操作使用规程及注意事项
• 启动真Байду номын сангаас泵后，观察其运行状况，确保无异常噪音和振动 。
操作使用规程及注意事项
01
注意事项
02
03
04
避免长时间在极限真空下运行 ，以免损坏真空泵。
在使用过程中，注意定期更换 真空泵油，保证油质清洁。
2023
真空泵的工作原理 PPT课件
REPORTING
2023
目录
• 真空泵概述 • 真空泵工作原理 • 常见类型真空泵及其工作原理 • 真空泵性能参数与选型依据 • 真空泵操作使用与维护保养 • 真空泵在行业应用中的案例分析
2023
PART 01
真空泵概述
REPORTING
真空获得设备原理与技术基础
1.4.2 气蚀现象
当泵接近极限压力时，泵入口处
的水开始出现沸腾现象（接近饱和压
力）。当转至泵的出口时，水中所形
成的气泡开始破裂。这样就会产生很 大的噪声，同时泵的驱动轮和泵腔等
1.1.2
液环泵的特点
液环泵与其他类型的机械真空泵相比有如下 优点： 1）结构简单，制造精度要求不高，容易加工； 2）结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动 机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸， 可以获得大的排气量，占地面积也小；
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
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1.4.3 水环泵机组
因工作液的关系，很少 使用三级或多级液环泵。液 环泵常和气体喷射泵、水喷
射泵和罗茨泵串联使用。
在液环泵的入口串接一 个气体喷射泵。 目的：提高机组低压下 的抽速和极限真空度。
2.1 往复泵的特点
优点：它与水环泵相比较，具有真空度高、 消耗功率低等优点；与旋片泵相比较，它 能被制成大抽速的泵。 缺点：这种泵的主要缺点是结构复杂，老式 泵带有牵引移动配气装置。
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真空的获得
机械泵油的作用有： （１）密封排气阀门，防止大气经排气阀进入泵内； （２）少量泵油从排气阀和其它间隙进入泵内，起润滑 和冷却作用； （３）当真空度较高时，气体量较小，经过压缩后排气
空腔内的气体仍不足以冲开排气阀，如泵腔有真空泵
油则借助泵油的不可压缩性，冲开排气阀实现排气。
影响机械泵性能的主要因素： （１）泵内死空间； （２）压差造成间隙漏气； （３）可疑气体溶解在泵油中。
表3-2 常用真空泵的汉语拼音代号及名称
代 号 名 称 代 号 名 称
W D X H ZJ YZ L XD
往复真空泵 定片真空泵 旋片真空泵 滑阀真空泵 罗茨真空泵（机械增压泵） 余摆线真空泵 溅射离子泵 单级多旋片式真空泵
Z S LF GL DZ DG IF SZ
油扩散喷射泵（油增压泵） 升华泵 复合式离子泵 锆铝吸气剂泵 制冷机低温泵 灌注式低温泵 分子筛吸附泵 水环泵
道而转入另一级（低真空级），由低真空级抽走，再
经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级泵。这 时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。
双级直联旋片式机械泵图
气镇作用：气镇又称掺气，它的作用是在泵抽除 含有水蒸汽的混合气体时，含有水蒸汽的混合气体经 过压缩后；若达到饱和蒸汽压，水蒸汽就冷凝成水， 与泵油混在一起回到吸气空间，随后水又挥发成水蒸 汽，导致这部分水蒸汽无法排出。气镇的作用是在刚 开始压缩时向压缩空间掺入—定量的气体，使水蒸汽 没有达到饱和状态时使随气体一起排出泵外。气镇会 降低泵的极限真空度。
旋片式机械泵使用时注意事项： （1）启动前先检查油槽中的油液面，换泵油，机械泵 转子转动方向（否则会把泵油压入真空系统），搬动以 后容易因电路问题造成反相。 （2）机械泵停止工作时要立即让进气口与大气相通，以 清除泵内外的压差，防止大气通过缝隙把泵内的油缓缓地 从进气口倒压进被抽容器（“回油”现象）
真空泵介绍PPT课件
安装前准备工作及注意事项
01
确认真空泵型号、规格 和性能参数是否符合实 际需求。
02
检查真空泵的外观、零 部件是否完好无损，有 无变形、裂纹等缺陷。
03
04
清理安装场地，确保地 面平整、无杂物，方便 真空泵的安装和调试。
根据真空泵的安装要求， 准备好相应的安装工具、 材料和辅助设备。
正确使用方法和操作规范
滑阀式真空泵
工作原理
通过滑阀在泵腔内的往 复运动，改变泵腔容积， 实现吸气、压缩和排气
的过程。
结构特点
主要由泵体、滑阀、吸 气阀、排气阀等组成。
优点
具有较高的抽速和较低 的极限压力，适用于大 抽速、低压力的场合。
应用范围
用于真空冶炼、真空镀 膜、真空干燥等领域。
水环式真空泵
工作原理
结构特点
通过偏心叶轮旋转，使水在泵腔内形成水环， 利用水环与叶轮之间的容积变化实现吸气、 压缩和排气的过程。
在启动真空泵前，确保电源接线正确， 电压稳定，接地良好。
在运行过程中，密切关注真空泵的运 行状态，如出现异常声音、振动或温 升过高等情况，应立即停机检查。
按照真空泵的操作规程，逐步启动真 空泵，避免瞬间启动造成电流过大。
定期清理真空泵的进气口、排气口和 冷却器，保持畅通，防止堵塞影响性 能。
日常维护与保养建议
作用
在工业生产、科研实验、医疗设备 等领域中，真空泵被广泛应用于创 造和维持真空环境，以满足特定工 艺或实验要求。
真空泵工作原理
机械真空泵
通过机械运动使泵腔容积发生变 化，从而实现吸气、压缩和排气 的过程。常见的机械真空泵有旋 片式真空泵、定片式真空泵等。
物理真空泵
利用物理原理进行抽气，如吸附、 冷凝等。常见的物理真空泵有吸 附式真空泵、冷凝式真空泵等。
真空获得设备讲义
真空获得设备讲义一、引言真空技术在许多领域中都扮演着重要角色，如物理实验、电子工业、化学研究等。
为了获得高品质的真空，需要使用专门的设备来建立和维持真空环境。
本讲义将介绍常用的真空获得设备及其工作原理。
二、真空获得设备2.1 真空泵真空泵是用于排除容器内部气体，从而建立真空环境的设备。
常见的真空泵有以下几种：2.1.1 机械泵机械泵是一种利用旋转机械来抽取气体的泵。
它通过旋转叶轮或螺旋线来从容器中排除气体，从而形成真空。
机械泵适用于较低真空级别，效率高且操作简便，常用于工业生产中的抽真空操作。
2.1.2 分子泵分子泵是一种运用分子碰撞和反弹的原理来排除气体的真空泵。
它具有很高的抽速和极低的极限压力，适用于超高真空的实验环境，如粒子物理实验室等。
2.1.3 扩散泵扩散泵是一种利用气体分子在热量和浓度梯度下进行扩散来排除气体的设备。
它通常与机械泵一起使用，可实现较高真空级别。
2.2 真空计真空计是用于测量真空度的设备。
常见的真空计有以下几种：2.2.1 热电偶真空计热电偶真空计基于热电效应原理，通过测量热电偶电势的变化来确定真空度。
它具有灵敏度高、测量范围广的优点，常用于工业和实验室中的真空测量。
2.2.2 磁控溅射真空计磁控溅射真空计使用磁控溅射工艺中所产生的离子束对晶体进行击穿并测量离子流的原理来测量真空度。
它具有高灵敏度和较大测量范围的特点，适用于薄膜制备等工艺的真空度测量。
2.2.3 汞柱真空计汞柱真空计是一种使用汞柱高度来测量大气压力变化，并间接地计算真空度的设备。
它具有精度高、操作简便的优点，常用于一般实验室工作。
2.3 蒸发器蒸发器是一种用于将液体转化为气体从而形成真空的设备。
它通过加热液体使其汽化，从而产生气体并排除容器内的气体。
蒸发器在许多应用中都起到关键作用，如蒸馏、涂层制备等。
三、真空系统的组成与工作原理真空系统由真空获得设备、管路连接、真空计和控制系统等多个组成部分组成。
在真空系统中，各个设备通过管路连接并根据真空计的反馈进行控制，以实现稳定的真空环境。
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2). 分子泵的转子叶片必须具有与气体分子速度相 近的线速度。最大速度可达音速的6倍。极限真空 可达10－9Pa。具有这样的高速度才能使气体分子 与动叶片相碰撞后改变随机散射的特性而作定向运 动。 所以分子泵的转速越高，对提高分子泵的抽速 越有利。 问题二：哪一种气体分子最难抽？为什么？
氢气！
实践表明，对不同分子量的气体分子其速度越 大，泵抽除越困难。例： H2 在空气中含量甚徽， 但由于 H2 分子具有很大的运动速度 ( 最可几速度 为 1557m /s) ，所以分子泵对 H2 的抽吸困难。通 过对极限真空中残余气体的分析，可发现氢气比重 可达 85 ％，而分子量较大，而运动速度慢的油分 子所占的比重几乎为零。这就是分子泵对油蒸气等 高分子量的气体的压缩比很高，抽吸效果好的原因。
低温泵的主要特点有： ·与相同口径的其他泵比较，低温泵 具有最大的抽速。对水蒸气抽速极大。 ·无碳氢化合物的污染，可以用来产 生洁净的高真和超高真空。 ·在泵体内没有任何运动部件，因此 承受大气流的冲击、粉尘和颗粒及来自 系统的震动。
问题三：怎样去除被冷凝吸附 的气体，需要注意什么？
逐级加热！
升温时温度应逐级升高， 气体依次排出，避免危险性气 体同时释放时产生的爆炸（如 H2 和 O2 ）
涡轮分子泵
涡轮分子泵是由一系列的动、 静相间的叶轮相互配合组成。每个 叶轮上的叶片与叶轮水平面倾斜成 一定角度。动片与定片倾角方向相 反。主轴带动叶轮在静止的定叶片 之问高速旋转，高速旋转的叶轮将 动量传递给气体分子使其产生定向 运动。从而实现抽气目的。
分子泵输送气体应满足二个必要条件：
1). 涡轮分子泵必须在分子流状态下工作。因为当将一定 容积的容器中所含气体的压力降低时，其中气体分子的平 均自由程则随之增加。在常压下空气分子的平均自由程只 有 0.06 µm ，即平均看一个气体分子只要在空间运动 0.06 µm ，就可能与第二个气体分子相碰。 而在 1.3Pa 时，分子间平均自由程可达 4.4mm 。若 平均自由程增加到大于容器壁间的距离时，气体分子与器 壁的碰撞机会将大于气体分子之间的碰撞机会。在分子流 范围内，气体分子的平均自由程长度远大于分子泵叶片之 间的间距。当器壁由不动的定子叶片与运动着的转子叶片 组成时，气体分子就会较多地射向转子和定子叶片，为形 成气体分子的定向运动打下基础。
低 温 泵
• 低温泵是利用低温，表面冷凝和吸附气体 来获得和保持霜，这就是低温抽气作用。水蒸汽凝结 在零度以下的玻璃表面上，使空气中水 蒸汽的分压强降低了，达到了抽除水蒸 汽的目的。同理，如果设法使某一固体 表面温度足够低，使其低于空气中主要 气体成分的饱和蒸汽压温度，空气中大 部份气体被凝结，达到了抽真空的目的。 按这种原理抽真空的泵叫低温冷凝 泵。低温泵的极限真空度可达l0-3Pa。
利用低温表面上的吸附剂和打在其上的 气体分子发生吸附而达到抽气作用的泵叫作 低温吸附泵。根据所用吸附剂不同，又可分 为三种类型：1)非金属吸附剂泵：以活性炭、 分子筛等为吸附剂。2)金属吸附剂泵：以蒸 发或升华在冷面上的钛、钽、铝等金属或其 合金为吸气剂。3)气体霜也有类似吸附剂一 样的吸气作用，象二氧化碳、水蒸汽等易冷 凝的气体，在低温表面上凝结的同时，将不 易冷淀的气体(如氦)也一起埋葬或吸附抽除。
螺杆泵为两根螺杆由一对定时齿轮 同步带动啮合，齿间间隙很小，但又不 接触，因而可产生较高真空，极限真空 可达0.8Pa。又不容易磨损。 最大特点是因为齿间间隙均匀，可 以抽带水汽，硬质颗粒等的气体。 问题一：大家都认为螺杆泵的设计 中，什么最重要呢？
主要是线型！
因为螺杆泵的密封，最重要的是螺 杆之间，主要靠加工精度和线型保证。 当然其它因素如轴承、密封，工艺 兼容性、振动与噪音，自动控制等也很 重要。
螺 杆 泵
螺杆泵其实有上百年的历史，说不 上是前沿技术。但用作真空泵，尤 其是半导体加工生产线上，有很多 独特的挑战。
• 螺杆式无油机械真空泵是利用齿轮传动同步反向 旋转的相互啮合而不接触的左螺杆与右螺杆作高 速转动，利用泵壳和相互啮合的螺旋将螺旋槽分 隔成多个空间、形成多个级，气体在相等的各个 槽内 ( 柱形等螺距 ) 进行传输运动，但无压缩， 只有螺杆最末端的螺旋结构对气体有压缩作用。 螺杆的各级间可形成压力梯度，以分散压差和提 高压缩比。各部间隙和泵转速对泵的性能有很大 影响。在设计螺杆各部的间隙时，要考虑膨胀、 加工及装配精度和工作环境 ( 如抽除含粉尘气体 等 ) 等。该泵与罗茨真空泵一样不设排气阀。
目前，真空行业使用的大多数机械真空泵都是用油、 水或其它聚合物等流体充当泵的工作介质，在泵内起冷却、 密封、润滑等多种作用。随着科学技术的发展以及真空应 用领域的扩大，原有的机械真空泵及其组成的抽气系统出 现了两个急需解决问题： 一是泵的工作介质返流污染被抽容器，而这种返流在 许多情况下影响产品的质量、数量，增加设备的维护成本。 其次，由于某些工艺过程中的反应物质使真空泵内 的介质严重变质，使泵不能正常工作。对于普通的无油真 空系统来说，虽然可用油封式真空泵加上冷阱或吸附阱之 类附件来防止返流，但不能彻底解决问题，而且使系统显 得复杂。而使用适当型式的干式机械真空泵，则可以达到 理想的使用效果。