真空获得设备讲义(PPT 70页).ppt

1、真空获取设备，演示者：张一臣北境大学，真空获取设备，北境大学第一个真空技术课程系列教程，真空：在指定空间中气体分子密度低于标准大气压力。真空泵性能表达：1)极限压力2)泵速度3)流量真空泵分类：1)气泵(1)可变体积真空泵：液体、油封机械泵、干式真空泵、罗茨真空泵；(2)动量转移真空泵(分子真空泵、喷射真空泵、扩散泵)。真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，1，简介，真空泵技术术语和适用范围术语：启动压力；前压力；最大前压力；最大工作压力；压缩比；什么系数；吸入系数；逆流率；水蒸气容限；允许的最大水蒸气入口压力。各种真空泵工作压力范围，真空获取设备，东北大学第一个真空技术系列课程系

2、列教程，2)气穴泵：吸附泵；低温泵。真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，表1-1各种真空泵工作压力范围，真空泵在真空系统中的作用，主泵粗泵3前泵保持泵5增压泵，具体吸气系统流程图，真空获取设备，northeasters 2.1液环泵工作原理和特性，真空获取设备，东北大学第一真空技术课程系列教程，(a)单作用液环泵(b)双作用液环泵a-吸气端口； B-排气口；C-间距；单作用液环泵吸(能量转换)过程：真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，第一个180:小室体积小大，压力减小，与吸嘴连接，吸；吸入结束后，小空腔与吸入空腔隔离，应尽量使小空腔最大化。水从叶轮中获得能量(动能

3、)并加速。水的速度与刀片端点的切向速度相似。而且前半部分吸入气体的压力基本稳定，水环的各点速度几乎相同。图2-1液环泵操作电路图，能量转换2，后180:小腔体积大小，小腔与排气口连接并排气为止的压缩气体；当水的速度下降时，它将动能转换为压力能量(势能)，抵抗小空腔体积变小而产生的气体压力增加。图2-1液体环泵操作电路图、真空获取设备、东北大学第一真空技术课程系列教程、2.2液体环泵的基本类型和结构、2.2液体环泵的基本类型和结构2.2.1基本类型1) 1单个操作液体环泵3360单级叶轮旋转每周吸入效率低。2)一段双作用液体环泵：一段叶轮每星期旋转，吸气和排气各进行两次。吸入效率高。3)双级液体

4、环泵：系列为单级单作用泵。4)气体喷射泵液环泵装置：可提高低压泵送速度，扩大液环泵的使用范围。图2-3水环泵结构，2.2.2液体环泵的基本结构，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，BACK，改进内部进气口和排气孔(*最重要的改进)，锥泵：使用上部进气和下部排气孔的结构，4，旋转叶片1013251.3310-2 Pa的工作压力范围属于低真空泵。可以单独使用，也可以作为其他高真空泵的前水平泵，从密封容器中提取干气。如果附着有气体津装置，也可以拔掉一定量的可冷凝气体。旋转式泵不适合提取氧气过多、易爆、金属腐蚀性、泵油中化学产生的颗粒灰尘的气体。，4.2.1工作原理旋转将转子、泵体和端盖

5、形成的新月空间分成a、b、c三部分。如果转子在图中沿箭头方向旋转，则a空间的体积会增加，压力会降低，通过泵入口吸入气体，此时会进行吸入过程。b空间的体积减少，压力增加，处于压缩过程中。c空间的体积进一步减小，压力进一步增加，压力超过排气压力时，压缩气体正处于通过泵油密封的排气阀推进到大气的排气过程中。泵运行过程中，持续的吸入、压缩和排气过程持续进行，实现连续吸入目的。回转泵工作原理图，真空获取设备，东北大学第一个真空技术系列课程教程，4.2回转泵工作原理和结构特点，1-泵体；2-旋转薄膜；3-转子；4-弹簧；5-排气阀，真空获取设备，northeastern university第一个真空技术

6、课程系列教程，旋转泵操作示意图，back，1-过滤器；2-进气机构；3-压板；4-排气阀；5-旋转薄膜；6-弹簧；7-转子；8-插入油塞；9-油标准；10-排气孔；11皮带轮；12轴端密封；13气道、真空获取设备、东北大学第一个真空技术课程系列教程、图4-2 2x旋转泵结构摘要、BACK、旋转泵结构可分为油封和油浸两类。油封结构安装在泵体上，泵油充当密封排气阀，泵体通过水冷或风冷却。典型的大型泵更多地使用这种结构形式。油浸泡结构是将泵体浸入泵油中，泵油起到密封和冷却的作用。小型泵和直接泵常用这种结构。旋泵结构图，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，真空获取设备，东北大学第一个真空

7、技术课程系列教程，-高真空评级；-低真空等级；1-中间辅助排气阀；2通道；3-低真空排气阀；图4-6双级泵结构图、袋、真空获取设备、东北大学第一个真空技术课程系列、排气阀是影响泵性能和产生噪音的旋转泵的主要弱点之一。排气阀有两种形式。一种是使用交叉垫片作为阀杆。另一种是使用布酚层压板或弹簧钢片制作阀门。排气阀要浸入泵油中。在排气过程中，压缩气体推动排气阀座通过泵油排出。泵油起密封作用。在双级泵中，如果高真空等级和低真空等级不相等，则必须在两个阶段之间设置中间排气阀，如图4-6所示。辅助排气阀的入口压力高，高真空压缩气体达到排气压力时，辅助排气阀打开，部分气体由辅助排气阀排出，部分气体在低真空水

8、平排出。随着入口压力的降低，辅助排气阀逐渐减小，直到最后关闭。图4-6双级泵结构图，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，一般泵送气体是永久气体和冷凝气体的混合物。在压缩和排放过程中，当凝固性气体的分压超过泵温度时，该气体受到饱和蒸汽压，凝固性气体凝结，混入泵油中，与泵油一起循环，回到高真空侧，再蒸发到蒸汽中。这会影响泵的性能，加重泵油的污染程度。气振法或气混合法可以在压缩过程中将受控的永久性气体(通常是室温干燥空气)混合到气振孔中，注入压缩气体，从而有效地防止凝固性气体分压达到排气压力，打开排气阀，将凝固性气体与永久性气体一起排出。油封机械真空泵通常安装气镇装置，也称为气泵。气阀

9、由旋转泵设定，以萃取冷凝液气体。真空获取设备、东北大学第一真空技术系列课程、气场阀(混合阀)由控制气体和混合气体量的节流阀和防回流阀组成，泵腔的气体压力高于曝气压力时，设有防回流阀。气体入口位置设置通常有两种。一是在泵排气口附近，压缩口袋与排气口连接后，开始进行空气混合。另一个设置在末端盖上，吸气后，转子转动不同的角度(10-15)，空调就显现出来，空气开始混合。在再曝气过程中，泵的极限压力上升和吸入速度下降。低压时，适当打开气泵阀，与少量气体混合，可以减少泵油撞击排气阀所产生的噪音。在高速直接泵温度(90 100)下运行，有利于凝固性气体的提取。图4-7气体市场阀门结构，真空获取设备，东北大

10、学第一个真空技术课程系列教程，1-控制阀；2气村阀门阀座；3-密封；4块；5球；6-弹簧，图4-7气体杀手阀结构，袋，5，滑阀油封机械泵，5.1概述像滑阀泵一样，可变容量气体传输泵。适用范围和使用条件基本上与旋转泵相同。滑阀泵由于结构特性，其容量比旋转泵大得多，因此经常用于大型真空设备。滑阀泵有一段和两段形式。单级泵的极压对小型泵0.6Pa，大型泵对1.3Pa(通关)，双级泵的极压0.06Pa(瓦斯镇)。滑动阀泵比150L/s更快，主要使用单级样式。滑阀泵的旋转质量是偏心性大，如果质量平衡不好，运行时振动会更大。但是泵旋转中心的运动轨迹形状复杂，是真空获取设备，东北大学第一期真空技术课程系列教

11、程，真空获取设备，东北大学第一期真空技术课程系列教程，封闭曲线，因此很难实现滑阀泵惯性力的完美平衡。搞好滑阀泵的质量平衡，减少泵的振动，一直是滑阀泵要解决的重要课题。滑阀泵的振动限制了泵的速度增加，泵的速度通常为350 3600r/min，个别为1000r/min以上。新的三室滑阀泵的出现可以更好地解决滑阀泵的质量平衡，有效地控制泵的振动，相应地提高泵的速度。真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，5.2.1工作原理，5.2滑阀泵工作原理和结构特点，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，1-泵盖；2-气体控制阀；3-导管；4-止回阀；5-油气分离器，5.2.2结构特征，图

12、5-2滑阀泵原理图，真空获取设备，东北大学第一个真空技术系列课程教程，目前滑阀泵有三种结构。(a)滑阀拉杆铰链在滑阀环上；(b)滑阀杆和滑阀环；(c)行星滑阀泵，如图5-3所示。图5-3滑阀泵的三种结构，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，图5-4双缸滑阀泵结构，图5-5双缸滑阀泵平衡，6，罗茨真空泵，6.1概述主要特征是在较大的压力范围内有较大的泵送速度。转子之间，转子和泵腔壁之间有间隙，泵腔运动部件没有摩擦，不需要润滑，泵腔没有油。转子形状对称，平衡性能好，运行平稳，选择高精度齿轮，运行时噪音小。对泵送的气体中包含的灰尘和水蒸气不敏感。压缩比比较低，吸入过程中消耗的功率比较大

13、。真空获取设备，northeastern university的第一个真空技术课程系列教程，真空获取设备，northeastern university的第一个真空技术课程系列教程，直线大气用干式单级罗茨泵(10000Pa)中间真空罗茨泵，如机器增压泵(110-1 Pa)；高真空罗茨泵，如多级干式罗茨泵(直线大气1Pa)。真空获取设备，东北大学第一个真空技术系列课程，罗茨泵是双转子体积真空泵。如图所示，两个转子以齿轮比为1的一对齿轮皮带运动相互相反的方向旋转。转子互不接触，它们之间有间隙。6.2罗茨泵工作原理和结构特点，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，1-前端帽；2-油标准；

14、3-压力传感器；4-油塞；5-希腊插头；6-齿轮侧轴承端盖；7-泵体；8-入口凸缘；9-出口凸缘；10-转子；11-马达侧轴承盖；12-中间凸缘；13-油封油塞；14-将油塞放入油封；15-固定架支架；16-马达；17-泵底座，图6-2 Lutz泵简介，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，1-溢流阀；2-泵入口；3-泵体；4-转子；5-泵出口，图6-3 Lutz泵旁路溢流阀结构图，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，1-转子；双转子；3-泵室；4-空调入口；5-进气口；6-泵出口；7-冷却器，图6-6风冷式罗茨泵结构图，7，油扩散泵，油扩散泵属于喷射真空泵的一种，但

15、油扩散泵在高真空区工作，以低压高速油蒸汽流为工作介质。泵吸过程是泵吸气体扩散到油蒸汽射流并被输送到泵出口排除的过程。油扩散泵的工作压力范围为10-1-10-6pa，极限压力为10-8pa。泵的抽速可以从每秒几升到每秒10万升。此外，油扩散泵比其他高真空或超真空获取设备效率低，单位抽运速度所需成本低，结构简单，没有机械移动部件，操作方便，使用寿命长，7.1概述，northeastern university第一个真空技术课程系列教程，真空获取设备，可靠性和维护方便等特点，具有高真空和超真空获取设备。除了在一般产业中广泛使用外，油扩散泵特别适用于要求大型演播室(大型捡料容器)快速取得时间，并在处理

16、过程中迅速排除正在处理的材料，以释放大量气体的过程。例如真空冶金、真空热处理设备、真空镀膜设备等。真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，1-电阻丝绸；2-十字挡板；3-弹簧；4-中央杠杆；5-泵核心；6-泵外壳，7.2油扩散泵工作原理，图12-1油扩散泵结构图，真空获取设备，东北大学第一个真空技术课程系列教程，1-锅炉；2-导向器；3-喷嘴；4-加热器5-冷凝器；6-作业介质；A b-喷流的吸入表面，图12-2油扩散泵的泵送工艺图，BACK，图12-2的锅炉1内装有工作介质(泵油)6，通过加热电热器4进行沸腾蒸发产生油蒸汽。泵内已提前抽真空，压力低，泵油可以在低温度下蒸发。油蒸汽通过导向器2进入雨伞喷嘴3，油蒸汽通过喷嘴将压力转换为动能，形成高速蒸汽喷射。油蒸汽用锥形环(见图12-2aa-bb剖面)从降落伞喷嘴喷射到超音速，迅速膨胀，速度越来越快，压力和密度逐渐降低，喷气的气体分子浓度大大降低。喷射上捡来的气体由于密度差异，很容易扩散到喷射内部，与工作蒸汽分子碰撞，得到喷射方向的动量，由蒸汽喷射输送到水冷泵壁(B- B- B- b )。在B- B- B- b 中，工作蒸汽大部分凝结，然后沿泵壁流回油盘。真空获取设