真空系统的组成.

常用机组形式


图为有挡油阱的低真空 机组。双击水环泵和大 气喷射泵串联组成的机 组极限压力1300Pa。工 作时，先开动水环泵， 以获得大气喷射泵所需 的预压力，使大气喷射 泵的进气口与出气口之 间有压力差，大气便通 过喷射进入泵内形成高 速运动气流，将被抽气 体吸入，经扩压器被水 环泵排走。 该机组适用于真空蒸 发、真空浓缩、真空浸 渍、真空干燥、真空冷 冻等工艺过程
（3）高真空抽气机组

高真空抽气机组工作于分子流状态下，与低真空机组相比， 其特点是工作压力较低（10-2~10-6Pa）、排气量小、抽速 大、机组的主泵通常为扩散泵、扩散增压泵、分子泵、钛 升华泵、低温冷凝泵等。这些泵不能直接对大气工作，因 此需要配置与丑泵和前级泵，有些扩散泵高真空抽气机组 还配有前几维持泵或贮气罐，以防止气压波动，改善机组 性能。

油封机械泵机组抽出可凝性气体的措施


油封机械泵机组不适于抽出含有大量水蒸气的气体。水蒸 气在压缩过程中会凝结成水滴，并与泵油混合形成悬浮液， 破坏泵的抽气性能，使泵的真空度下降。 一般采取的措施有：使用带有气镇装置的油封机械泵那个， 并使泵的工作温度控制在75~90℃之间，以减少气镇阀负 担；在机组中安装水气分离器或油水分离装置，将混有水 的机械泵油进行处理，处理过的油再进入泵中使用；使用 各种干燥吸附剂做成补集阱吸收水蒸气；使用各种冷凝器 或冷阱，不仅能有效的吸附水蒸气，同时还可阻挡机械泵 向真空室的反流。
1、粗真空系统（工作压力大于1330Pa）；2、低真空系统（工作压 力在1330~0.13Pa）；3、高真空系统（工作压力在0.13~1.3×106Pa）；4、超高真空系统（工作压力在1.3×10-6~1.3×10-10Pa）；5、 极高真空系统（工作压力低于1.3×10-10Pa）。


按真空系统所要求的清洁程度分：

右图为另一种形式组合 的超高真空系统。该系 统适合于钠灯封接炉、 等设备。系统的主泵为 溅射离子泵-钛升华泵 组。真空室极限真空可 达到5×10-7Pa。系统 配有油扩散泵-机械泵 组成的机组，用来粗抽 和作为主泵的预抽泵， 同时能抽走工艺过程中 放出来的大量气体
12.4真空系统的基本操作规则




（7）由于在泵开始工作和泵停止加热阶段，扩散泵油返流特别厉害， 因此在开泵前和停泵前应将扩散泵入口阀门关闭，可以防止扩散泵油 返流回真空室去。 （8）不要在压强高于10-2Pa时给阱加入液氮，这样导致凝结很多水汽。 在使用前要把液氮阱的贮液罐中的所有水凝也都清除掉，以避免水冻 结想阱的下部。当达到高真空后，应给阱加注液氮达到较高液面，大 量捕集气体。 （9）为缩短抽空时间，将真空室对大气压做短时间通气时，使用干燥 氮气为好。把真空系统内表面的湿气减到最小限度。通气时应在真空 室一侧用放弃阀门进行放气。不可以从扩散泵出口的前几管道上通气。 （10）使用电离计时，应在真空室内压强达到1.33×10-1Pa 时，再接通电离真空计（热阴极电离真空计）。防止因真空室内压强 高而烧毁电离规管 （11）在真空系统停止工作时，应将系统内的各元件（包括真空室） 都保持在真空状态下封存，但机械泵要通大气。
12.3典型真空系统

1、粗真空系统 用粗真空泵（如 水蒸汽喷射或水 环泵）直接从大 气压下为真空室 排气，组成的真 空系统极为粗真 空系统。该系统 是最简单的真空 系统。
2、低真空系统

用低真空泵（如油封式机械泵）给真空室排气，即可组成 低真空系统。
3、中真空系统


中真空系统一般是有两个以上的真 空泵串联组成的 （1）油增压泵串联油封机械泵组成 的真空系统。该系统的工作压力范 围为1.33~1.33×10-1Pa。其优点是 系统简单，抽气能力大，振动小， 工作稳定可靠，维修方便。缺点是 预抽时间比罗茨泵系统长。 （2）罗茨泵串联油封机械泵的真空 系统。该系统的工作电压范围为 1.33~1333Pa.优点是抽气能力大， 启动快，预抽时间短。缺点是工作 时噪声较大。右图为典型示意图 （3）罗茨泵串联小型罗茨泵（中间泵），再串联机械泵的真空系统。系统 的工作压力范围为0.33~1333Pa.该系统不但具备了罗茨泵系统的特点，而 且加宽了工作压力范围和最佳压力缩比。 （4）罗茨泵串联水环泵的真空系统。该系统适合于排除灰尘较多的应用设 备上。
（2）中真空抽气机组

中真空抽气机组常用的主泵有油增压泵、罗茨泵（机械增 压泵）等机组适用于需要大抽速和获得真空的各种真空系 统中。可广泛用于镀膜机、真空冶炼、真空热处理、化工、 医疗、‘电工、焊接等行业。
（a）罗茨泵（机械增压泵）+油封机械泵机组

图为以罗茨泵为主泵，油封机械泵为前级泵的中真空获得 设备，整套机组安置在一个机架上，结构紧凑，使用方便。

（4）组合超高真空系统。对于默 写有特殊要求的真空系统，如对 于既要求得到超高真空或无油超 高真空，有同时满足粗抽需要及 能应付工艺过程中放出来的大量 气体这样的系统，可采用组合式 系统来满足要求。原理如右图。 主泵为溅射离子泵，为了提高真 空度及排走蒸发材料时产生的大 量气体，配有钛升华泵。极限真 空度可达6.67×10-7Pa。用分子筛 泵做主泵的预抽泵。此外，系统 还配有媳妇经-机械泵粗抽系统， 在压力大于1333Pa时，机械泵不 易返油，用机械泵直接抽真空室， 压力低于以后，机械泵阱吸附阱 从旁路抽真空室
1、有油真空系统（真空室有油蒸汽污染）；2、无油真空系统（真空 室无油蒸汽污染）
12.2真空机组

真空机组是将真空泵与相应的真空元件按其性能要求组合 起来构成的油气装置。其特点是结构紧凑，安装方便。

真空抽气机组可以分为低真空抽气机组、中真空机组、高 真空机组、超高真空机组、无油真空机组等。真空机组的 名称以主泵命名。
5、超高真空系统

（1）扩散泵串联机械泵 冷阱系统。 右图极少该真空系统。扩 散泵串联来年各个液氮冷 阱，而且真空室和冷阱能 耐400~450℃的烘烤。在 次温度下，可以清楚真空 室壁及阱壁上吸附的气体 及凝结的泵油。该系统一 般可得到1.33×10-7Pa的 极限真空度。

（2）涡轮分子泵串联机 械泵的真空系统。 右图为该系统。此系统不 烘烤可获得10-6Pa的真空 度，烘烤后可达到10-8Pa。 该系统的特点是比较清洁， 可构成无油超高真空系统。


（1）预抽泵。预抽泵（初抽泵）主要用来抽出真空室内的大量气体， 使真空室内的气体压力由大气压力降到主泵能够启动工作时的真空度， 因此，要求预抽泵所达到的压力小于主泵的启动工作压力，机组所选 用预抽泵的抽速大小由粗抽时间决定。为了提高真空机组的利用率， 预抽泵可以兼做前级泵用，两种不同抽气功能直接靠真空阀门来分隔 和切换。 （2）维持泵。由于扩散泵和油增压泵启动时间长，在周期性操作的真 空设备中，当真空室装料和卸料的时候，往往为了缩短工作周期而不 停止主泵，将高真空阀门和前几级管道阀门关闭，使主泵仍处于工作 状态。由于阀门等总是有极少量的漏气和表面放气，经过一定时间主 泵腔内的压强增加，超过泵工作液的最大允许压强而使泵油蒸汽氧化。 为了解决这个问题，一个办法是用前级泵继续抽出主泵中的气体，但 此时主泵内排除的气体量很小，出现前级泵大马拉小马，浪费能量。 为此可采用另一个办法，停止前级泵工作，关闭前级泵管道阀门，在 主泵出口处设置维持泵或贮气罐，这样就可以保证技能排除主泵内的 气体，又可以节省能源消耗。贮气罐不能做的很大，他只能用在以扩 散泵为主泵的小型真空机组上。而维持泵可用在配置大型主泵的真空 机组中


（3）溅射离子泵无油超高 真空系统。 右图为该系统原理图。以溅 射离子泵为主泵，使用两个 分子筛做预抽泵，其中一个 分子筛泵用来抽走真空室和 溅射离子泵中的大气压下的 气体，另一个用来抽走烘烤 机离子泵启动时放出来的气 体 （4）低温泵超高真空系统。 用低温泵作为主泵，并联或 串联分子筛吸附泵（做预抽 真空泵）。该系统也可以用 机械泵作为预抽真空泵，但 必须在油封机械泵的入口管 路上设置油蒸汽捕集器




超高真空抽气机组工作在10-6~10-10Pa超高真空压力范围，除了要求 真空室的材料出气率很低、漏气率很小、内经受200~450℃高温烘烤 外，对机组的要求还有： （1）主泵的极限真空要高，至少在10-6~10-8Pa以上； （2）在超高真空的工作压力范围内主泵具有一定的抽速； （3）机组的主泵或主泵进气口以上部分能承受200~450℃的高温烘 烤； （4）来自主泵的返流气体（包括工作液蒸汽及解析的气体）的分压 力要足够低； （5）对被抽气体选择性强的主泵，要配备足够大的辅助泵； （6）机组主泵进气口以上的管道、阀门等部件，材料的选择和蜜蜂 要特别慎重。一般采用出气率较低的不锈钢和采用金属密封材料，以 耐高温烘烤。
真空系统的组成
12.1真空系统的形式

真空系统是由真空容器和获得真空、测量真空、控制真 空等组件组成。

一个较完善的真空系统由真空室、所需的真空泵或真空 机组、真空测量装置、连接导管、真空阀门、捕集器、 其他真空元件及电气控制系统构成。，经过精心组装而 成的。
真空系统的分类


按工作压力分：
（1）低真空抽气机组

低真空抽气机组的主要特点是工作压力高、排气量大，但 油速比高真空机组低。多用于真空室的粗抽以及放气量很 大、工作压力又高的真空输送、真空浸渍、真空过滤、真 空干燥、真空脱气（钢水处理）等装置中。 地真空抽气机组的主泵常用往复式真空泵、油封式机械泵、 干式机械泵、水喷射泵、水蒸汽喷射泵、水环泵，分子筛 吸附泵、湿式罗茨泵等直排大气真空泵，使用低真空抽气 机组，还需要根据被抽气体清洁程度、湿度或其他特殊要 求，配置必要的除尘器、水气分离器，油水分离器、干燥 阱的部件。
（b）罗茨泵+水环泵机组

图为罗茨泵+水环泵机组，他适合抽出含有大量