如何选真空泵及如何计算真空泵的抽气速率
真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真空度。概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围,至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。因此,为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置,选择真空系统时,应考虑下述各点: 1、确定工作真空范围。 首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。因为每一种工艺都有其适应的真空度范围,必须认真研究确定之。 2、确定极限真空度。 在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度,因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。一般来讲,系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%,比前级泵的极限真空度低50%。 3、被抽气体种类与抽气量。 检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应,泵系统将被污染。同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。 4、真空容积。 检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。 真空泵抽气速率计算公式 S=2.303V/tLog(P1/P2) 其中:S为真空泵抽气速率(L/s) V为真空室容积(L) t为达到要求真空度所需时间(s) P1为初始真空度(Torr) P2为要求真空度(Torr) 例如:V=500L t=30s P1=760Torr P2=50Torr 则:S=2.303V/t Log(P1/P2)=2.303x500/30xLog(760/50)=35.4L/s 当然上式只是理论计算结果,还有若干变量因素未考虑进去,如管道流阻、泄漏、过滤器的流阻、被抽气体温度等。实际上还应当将安全系数考虑在内。所以在选择的时候应该适当的增加点余量以保证其使用范围更广泛。
真空泵吸力的影响因素有以下几个:
1、管道泄漏。
2、泵内漏。
3、泵供水不足。
4、泵供水温度高。
5、泵排气排液不畅。
6、泵端面间隙受损。
影响因素
1、对工作蒸汽及其干度的研究:
蒸汽压力偏低及压力波动均对真空泵的能力有较大影响,因此蒸汽压力不应低于要求的工作压力,但所用真空泵结构设计已定型,过多提高蒸汽压力并不会增加抽气量及真空度。另外,要确保锅炉供给的蒸汽压力稳定,最好用一台锅炉专门给蒸汽喷射泵提供工作蒸汽,这样蒸汽压力就不会出现波动,真空泵性能稳定。
2、对循环冷却水要求的研究:
冷却水供量不足,冷凝器会发热,气流声音变大,真空度迅速下降,甚至蒸汽会返入抽气管。冷凝水在多级真空泵中具有举足轻重的作用,冷凝水可以将蒸汽充沛冷凝,真空泵排出压力中的水蒸汽分压有必要高于其所对应的饱满蒸汽压,因此冷凝水的温度也要低于该压力下的饱满温度,才能保证泵体的正常作业。
3、对真空泵系统密封要求的研究:
真空泵处于极限状态时,第1级排出的水很少,有时甚至没有。因此,第1级泵有大量水排出,可以认为是系统有泄漏。通常的漏气原因有:垫片没装、装错或损坏,螺栓未拧紧,法兰面损坏,焊缝有沙眼,接头(压力表、真空表等)未装好。
4、对喷嘴要求的研究:
喷嘴是影响真空泵性能的重要部件,存在的问题有:喷嘴装错、装歪、堵塞、损坏、腐蚀和泄漏,不管采取何种预防措施,喷嘴的堵塞在所难免。一方面由于安装蒸汽管道时,管道中残存的铁屑及焊渣会堵塞喷嘴另一方面,真空泵系统停用时,蒸汽管道易生锈,锈斑在使用时掉落堵塞喷嘴。
真空泵吸力的影响因素有以下几个:
1、 管道泄漏。
2 、泵内漏。
3 、泵供水不足。
4、 泵供水温度高。
5 、泵排气排液不畅。
6 、泵端面间隙受损。
特点
(1)在较宽的压力范围内有较大的抽速。
(2)转子具有良好的几何对称性,故振动小,运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙,不用润滑,摩擦损失小,可大大降低驱动功率,从而可实现较高转速。
(3)泵腔内无需用油密封和润滑,可减少油蒸气对真空系统的污染。
(4)泵腔内无压缩,无排气阀。结构简单、紧凑,对被抽气体中的灰尘和水蒸汽不敏感。
(5)压缩比较低,对氢气抽气效果差。
(6)转子表面为形状较为复杂的曲线柱面,加工和检查比较困难。
St=(2.3V/t)logp1/p2
式中St-真空泵抽气速率,米3/分
v—真空系统容积,米3
t—抽气时间,分
p1-系统开始时的压力,毫来汞柱(绝)
P2—系统经t时间后的压力,毫米汞住(绝)。
对于连续摄作系统真空泵抽气速率参见泵样本或铭牌。
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