真空系统介绍

真空系统介绍第1页，共41页，2023年，2月20日，星期六一、PV系统简介

（PressureofVacuumSystemIntroduction）1、系统组成（SystemForm）

PV系统即真空系统，主要由真空泵浦、真空灌、真空测量仪表及管道系统等组成。2、工业应用（IndustryApplication）应用于工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等。第2页，共41页，2023年，2月20日，星期六3、真空概念（VacuumConcept)一种说法是,当容器中的压力低于大气压力时,把低于大气压力的部分叫做真空,而容器内的压力叫绝对压力。另一种说法是,凡压力比大气压力低的容器里的空间都称做真空。真空有程度上的区别:当容器内没有压力即绝对压力等于零时,叫做完全真空;其余叫做不完全真空。第3页，共41页，2023年，2月20日，星期六压强关系图第4页，共41页，2023年，2月20日，星期六4、真空常用单位：TorrmmHgInHg换算关系：1atm=760mmHg=760torr=29.92inHg第5页，共41页，2023年，2月20日，星期六奇信电子真空系统架构真空机真空机储气罐5m³2楼用气点3楼用气点排气排气第6页，共41页，2023年，2月20日，星期六二、真空泵浦（VacuumPump）1、真空泵的分类1.1、按真空度分：

高真空-4帕以下中真空1~-4帕低真空大气压到1帕

1.2、按工作原理分

按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。第7页，共41页，2023年，2月20日，星期六1.2.1、气体传输泵气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：1)变容真空泵变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。气体在排出前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种。其中旋转式真空泵又分为油封式真空泵、干式真空泵、液环式真空泵、罗茨真空泵。第8页，共41页，2023年，2月20日，星期六2）动量传输泵

这种泵是依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。1.2.2、气体捕集泵

这种泵是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵，有以下几种型式。1）吸附泵

它主要依靠具有大表面的吸附剂（如多孔物质）的物理吸附作用来抽气的一种捕集式真空泵。第9页，共41页，2023年，2月20日，星期六2）吸气剂泵它是一种利用吸气剂以化学结合方式捕获气体的真空泵。吸气剂通常是以块状或沉积新鲜薄膜形式存在的金属或合金。升华泵即属于这种型式。3）吸气剂离子泵

它是使被电离的气体通过电磁场或电场的作用吸附在有吸气材料的表面上，以达到抽气的目的。4）低温泵

利用低温表面捕集气体的真空泵

第10页，共41页，2023年，2月20日，星期六2、水环真空泵2.1水环真空泵简介简称水环泵，是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。第11页，共41页，2023年，2月20日，星期六2.2、水环泵的工作原理在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。第12页，共41页，2023年，2月20日，星期六水环泵的工作原理如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。第13页，共41页，2023年，2月20日，星期六综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。第14页，共41页，2023年，2月20日，星期六2.3水环泵的优缺点水环泵与其他机械泵相比有如下优点：结构简单，制造精度要求不高，容易加工。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。压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。第15页，共41页，2023年，2月20日，星期六水环泵也有其缺点效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液，可达130Pa。第16页，共41页，2023年，2月20日，星期六3、罗茨泵3.1、罗茨泵简介罗茨真空泵是一种旋转式变容真空泵。它是由罗茨鼓风机演变而来的。根据罗茨真空泵工作范围的不同，又分为直排大气的低真空罗茨泵；中真空罗茨泵（又称机械增压泵）和高真空多级罗茨泵。一般来说，罗茨泵具有以下特点：

1）在较宽的压强范围内有较大的抽速；

2）起动快，能立即工作；

3）对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；

4）转子不必润滑，泵腔内无油；

第17页，共41页，2023年，2月20日，星期六

5）振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀6）驱动功率小，机械摩擦损失小；7）结构紧凑，占地面积小；8）运转维护费用低。

因此，罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。第18页，共41页，2023年，2月20日，星期六3.2、罗茨泵工作原理在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。第19页，共41页，2023年，2月20日，星期六由于吸气后v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵外。

第20页，共41页，2023年，2月20日，星期六

第21页，共41页，2023年，2月20日，星期六如上图

罗茨泵转子由0°转到180°的抽气过程。在0°位置时（图中a）；

下转子从泵入口封入v0体积的气体。当转到45°位置时（图中b）；

该腔与排气口相通。由于排气侧压强较高，引起一部分气体返冲过来。当转到90°位置时（图中c）；

下转子封入的气体，连同返冲的气体一起排向泵外。这时，上转子也从泵入口封入v0体积的气体。当转子继续转到135°时（图中d）；上转子封入的气体与排气口相通，重复上述过程。（图e）

转子主轴旋转一周共排出四个v0体积的气体。第22页，共41页，2023年，2月20日，星期六真空机主要组成部件水气分离器水冷却器真空泵浦（转子）马达控制电盘第23页，共41页，2023年，2月20日，星期六真空机工作流程真空使用端泵浦入口泵浦出口排气冷却水进水冷却出水水进入冷却器水冷却出口进入泵浦水，气进入分离器自来水补水自来水排水自来水补水第24页，共41页，2023年，2月20日，星期六三、真空（缓冲）灌真空灌的作用１、真空缓冲罐加入适当的中和剂可以有效拦截反应装置中产生腐蚀物质，减少对泵的腐蚀；（防腐）２、安装真空缓冲罐还可以防止泵倒吸后水进入反应设备中。3、为体系多提供一个卸压点；（卸压）4、可以干燥,冷却进入泵的气体；（干燥冷却）

第25页，共41页，2023年，2月20日，星期六5、减少真空泵损耗（通过PLC控制，当真空泵将罐抽到极限真空时候就可以停下真空泵，等真空度不够时再次启动，降低能耗，）第26页，共41页，2023年，2月20日，星期六真空缓冲灌第27页，共41页，2023年，2月20日，星期六第28页，共41页，2023年，2月20日，星期六四、管道阀门及其工法介绍1、PV管路使用材質

200A(含)以上為鍍鋅管,以下為PVC-SCH80

PVC(PolyVinvlChloride,聚氯乙烯)是统称，包括：UPVC-UnplasticisedPolyvinvlChloride未塑化聚氯乙烯PPVC-PlasticisedPolyvinvlChloride塑化聚氯乙烯CPVC-ChorinatedPolyvinylChloride氯化聚氯乙烯如果只是说PVC的话，一般指PPVC

第29页，共41页，2023年，2月20日，星期六2、负压表第30页，共41页，2023年，2月20日，星期六第31页，共41页，2023年，2月20日，星期六3、阀门第32页，共41页，2023年，2月20日，星期六4、PVC-SCH80管與管配件接合將管子及配件(三通、彎頭…等)置放於同一溫度下，使用附輪子的切管器將管子端面切整齊。切割第33页，共41页，2023年，2月20日，星期六使用倒角器工具將管端倒角(約10-15º)並清除管內外毛邊，再用乾淨的無塵布沾清潔劑IPA或酒精，將管子裡外及配件插口的灰屑、溼氣及油污擦拭乾淨。第34页，共41页，2023年，2月20日，星期六PVC/CPVC管子及配件試插，管子應可插入配件的1/3-3/4深，接下來須使用清潔劑塗在PVC/CPVC管子表面及配件的插口，如此可以滲透軟化並溶蝕擦過的部位。第35页，共41页，2023年，2月20日，星期六使用毛刷將膠合劑塗在PVC管端表面，塗完黏膠後應立即將管子插入配件套接並旋轉1/4圈，管必須和配件套接底部接觸。組合應維持10到15秒固定以確保初步接合，管和配件接合點的周圍膠水溢出應很連續，如不連續，表示塗抹的黏膠不足需切掉重黏。另過量溢出之黏膠需以無塵布擦拭。第36页，共41页，2023年，2月20日，星期六任何材質套接前，須用清潔劑、IPA或酒精擦拭套接處後才可做套接動作。所有管子、管件套接時需使用同一牌廠、同一材質。清潔劑、膠合劑需使用管材原廠推薦之品牌。PVC管件在施以水壓前須置放等待復原的時間需24hr。第37页，共41页，2023年，2月20日，星期六管件接合後須放置時間管子尺寸溫度範圍PVC/CPVC管件在接合後須放置的時間：管子尺寸1/2”~1-1/4”、管子尺寸1-1/2”~3”、管子尺寸4”~8”、管子尺寸10”~16”、管子尺寸18”~24”、15℃以上分别是15分、30分、1時、2時、3時；5℃-15℃是1時、2時、4時、8時、12時；5℃以下是3時、6時、12時、2