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真空泵系统主泵类型的确定及计算

发布时间:2012-12-20 标签:真空泵

主泵类型的确定
   (1)根据真空室所需要建立的极限压力确定主泵的类型。一般主泵极限压力的选取要比真空室的极限压力低半个到一个数量级。
   (2)根据真空室进行工艺生产时所需要的工作压力选主泵。应正确地选择主泵的工作点,在其工作压力范围内,应能排除真空室内工艺过程中产生的全部气体量。因此,真空室内的工作压力一定要在主泵的最佳抽速压力范围之内。
   (3)根据真空室的容积大小和要求的抽气时间来选主泵。真空室体积大小对系统抽到极限真空的时间有影响。当抽气时间要求一定时,若真空室体积越大,则主泵抽速也越大。
   (4)正确地组合真空泵,由于真空泵有选择性地抽气,因而有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。
   (5)若真空系统严格要求无油时,则应该选各种无油泵作主泵。如果要求不严格,则可选择有油泵,然后加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。
   (6)选择真空泵时,应该知道被抽气体成分,针对被抽气体成分选择相应的泵。如果气体中含有腐蚀性气体、颗粒灰尘等,则应该考虑选择干式真空泵、耐腐蚀真空泵等。或在泵的进气口管道上安装辅助设备。
   (7)根据整套真空系统的初次投资和日常维护费用等经济指标选择主泵。
   主泵抽速的计算
   主泵的类型选定之后,接下来就是要具体地确定主泵抽速的大小规格。主泵抽速大小确定的主要依据是被抽容器的工作真空度和其最大排气流量,以及被抽容器的容积和所要求的抽气时间。
   (1)真空室内排气流量的计算。在正常的工艺过程中,真空室内所产生的气流量应当由主泵及时抽走,以保证真空室内的压强符合工作真空度的要求。工艺过程中的气流量可用下式计算
   Q=Qg+Qn+Qf+Ql (Pa .m³ /S)
   式中
   Q---真空室中产生的总的气流量,
   Qg--工艺过程中被熔炼或被处理的材料放出的气流量,Pa.m³/s;
   Qn--真空室内所用耐火保温材料的出气流量,Pa.m³/s;
   Qf--暴露于真空条件下的真空室内壁和所有构件表面解析出来的气流量,Pa.m³/s;
   Ql--真空室外大气通过各密封连接处泄漏到真空室内的气流量,Pa.m³/s,
   以上各量在不同的真空应用设备中不一定都存在,这要根据实际情况具体考虑。
   (2)被抽容器所要求的有效抽速的计算。设被抽容器内的最大排气流量为Q(单位为Pa.m³/s),所要求的工作压力为Pg(单位为Pa),则根据真空容器所要求的工作压力Pg和最大排气流量Q,可得被抽容器出口处主泵的有效抽速Sez
   Sez=Q/Pg(m³/s)
   如果是低真空系统,则泵的有效抽速
   Sez=Ql+ Qg+Qn/Pg
   式中,符号意义同式。
   (3)粗算主泵的抽速S。由于在选定主泵之前,真空室出口到主泵入口之间的管路没有确定,因而其流导C是未知的,也就无法确切地计算出主泵的抽速S。可根据下面经验公式粗算出主泵的抽速,即
   S=KsSez(m³/s)
   式中Ks是在真空室出口主泵的抽速损失系数,当主泵入口到真空室出口之间的管路中不采用捕集器时,取Ks=1.3~1.4;当采用捕集器时,取Ks=2~2.5。主泵抽速S粗算出来后,按S值在真空泵的产品系列中选出符合粗算值S的主泵,设粗选出的主泵抽速为Sp。
   (4)主泵抽速的验算和确定。主泵抽速S粗算求出之后,按S值粗选出合适规格的主泵。
   根据粗选主泵的入口尺寸,选择确定连接管路及其他元件尺寸,再由流导公式求出管路的流导C,再按下式精算主泵抽速
   Sp=SezC/C-Sez
   由(3)算得的Sp如果同(2)粗算的抽速相差很小,就可把粗选的泵作为主泵,否则应重新选用。
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