真空系统设计

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3.真空系统的设计计算
3.1 主泵
3.2 配泵
3.3 储气罐和维持泵
真 3.4 真空系统设计中应该注意的问题
空 系
3.5 真空系统的典型形式
统 3.6 真空系统的结构设计
设 计
3.7 真空系统操作规则
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2.1 真空系统的最主要性能参数：
极限真空度和有效抽速
2.2 流导的定义
真 空
2.3 真空技术基本方程
系 2.4 真空技术基本方程在真空系统设计中
统 设
的意义
计
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2.1 真空系统的最主要性能参数： 极限真空度和有效抽速
真空系统的极限真空度是指在没有外加负 荷的情况下,经过足够长时间的抽气后,系统所 能达到的最低压力。
1.5 真空系统设计的基本内容
真空系统设计的基本内容:根据被抽容器对真空 度的要求,选择适当的真空系统设计方案,进行 选、配泵计算;确定导管、阀门、捕集器、真空 测量元件等,进行合理配置,最后划出真空系统 装配图和零部件图。
真 空 系 统 设 计
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2.真空技术基本方程
1.4 高真空系统
图1所示的最简单的真空系统只能获得低
真空度,当需要获得高的真空度时,需要添加高
真空泵。当串联一个高真空泵之后,通常要在高
真空泵的入口和出口分别加上阀门,以便高真空
泵能单独保持真空。如果所串联的高真空泵是
一个油扩散泵,为了防止大量的油蒸气返流进入
真 空 系 统 设
被抽容器,通常在油扩散泵的入口加一个捕集器 水冷障板(如图2所示)。根据要求,还可以在管
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真空系统设计
真
主讲人：王继常
空
系 统
东北大学
设
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➢ 1.真空系统的组成
➢ 2.真空技术基本方程
➢ 3.真空系统的设计计算
真 空
➢ 4.气体流动状态的判别
系
➢ 5.流导的计算
统 设
➢ 6.抽气时间的计算
真空系统对容器的有效抽速是指在容器出
真 口处的压力下,单位时间内真空系统能够从被抽 空 容器中所抽除的气体体积。真空系统对容器的 系 有效抽速不仅取决于真空泵的抽速,也取决于真 统 空系统管路对气体的导通性能,即所说的流导。 设 计
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2.2 流导的定义
流导的定义是:在单位压差下,流经管路的气流 量的大小。用一个数学式子来表示,即:
时,应使管路的流导尽可能大一些。因此真空管 路应该粗而短,切不可细而长。这是设计连接管 道时的一条重要原则。相反,如果管路的流导C 远小于泵的抽速Sp,则C/ Sp的值远小于1,从方程
设
(2c)可以看出,此时真空系统对容器的有效抽速
计
Se≈C,这就是说,在这种情况下,选择多大的泵都
没有用,都不能提高泵对容器的有效抽速。
路中加上除尘器、真空继电器规头、真空软连 接管道、真空泵入口放气阀等等,这样就构成了 一个较完善的高真空系统。
计
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高
真
空
油
真
扩 散
空
泵
系
机
统
组
设
计
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1.2 真空系统的组成元件
一个较完善的真空系统由下列元件组成： 1．抽气设备：例如各种真空泵； 2．真空阀
门； 3．连接管道； 4真空测量装置：例如真 空压力表、各种规管； 5．其它元件：例如捕 集器、除尘器、真空继电器规头、储气罐等。
C Q
P1 P2
式中 C—管路的流导, m3 s ;Q—流经管路的
真
气流量, Pa m3 s ;P1、P2—分别是管路的入口
空 系
压力和出口压力,Pa。
统
设
计
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2.3 真空技术基本方程
如果用Se来表示真空系统对容器的有效抽速,用 Sp表示真空泵的抽速,C表示真空容器出口到真 空泵入口之间管路的流导,则有
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2.4 真空技术基本方程在真空系统设计中 的意义
从方程(2b)可以看出:如果管路的流导C远大于
泵的抽速Sp,则Sp /C的值远小于1,此时真空系统
对容器的有效抽速Se≈ Sp 。这就是说为了充分
发挥泵对容器的抽气作用,在设计真空系统管路
真 空 系 统
证将被抽容器的工作真空度选在主泵的最佳抽
设
速压强范围内。各种真空泵的工作压强范围见
1 1 1 Se C Sp
可以改写为:
真 空
Se
CSp C Sp
Fra Baidu bibliotek
(a)
或
Se
Sp 1 Sp
(b)
或
Se
1
C C
(c)
系
C
Sp
统
方程(a),(b),(c)本质上是同一个方程,在真空系统
设
设计中是一个非常重要的方程,如果知道泵的抽
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速Sp和管路的流导C,就可以计算出系统对容器
有效抽速,这个方程被称为真空技术基本方程。
计
➢ 7.真空密封
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1.真空系统的组成
1.1 真空系统的概念
1.2 真空系统的组成元件
1.3 真空系统示意图
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1.4 高真空系统
系 1.5 真空系统设计的基本内容
统
设
计
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1.1 真空系统的概念
什么是真空系统？ 用一句话来概括，真空系统就是用来获得有特 定要求的真空度的抽气系统。
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1.3 真空系统示意图
一个要进行真空处理的容器,用管道和阀门 将它与真空泵连接起来,同时在容器上设置真空 测量装置,这就构成了一个最简单的真空抽气系 统(如图1)。
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3.1 选主泵
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。
3.1.1 主泵的类型
确定主泵类型的依据:
(1) 根据被抽容器所要求达到的极限真空度和
真
工作真空度。一般选取主泵的极限真空度稍高
空
于被抽容器所要求的极限真空度(如高半个数量
系
级)。每一种泵都有其最佳工作压强范围,应保
统