基本的真空系统设计步骤是什么

真空系统控制原理：启动系统，主真空泵组开始工作，直到真空罐内真空度达到设定的上限值，真空泵自动停止运行，中央真空系统内的真空由管路上的真空止回阀自动截止而得到维持。如因工作需求真空罐内真空度下降并低于设定的下限值时，备用真空泵组自动启动。由此循环往复，真空系统的真空度能够维持稳定的真空源，满足生产的要求。雅之雷德真空系统自启动后，全部运行过程可以实现全自动控制。

1.如果是扩散泵系统，系统和扩散泵腔不预抽的话，扩散泵一工作大量的气体与扩散泵油结合就会把扩散泵油氧化2.分子泵系统，不预抽的话，直接启动分子泵，由于形成的压力太高会把分子泵叶片损坏（由于分子泵的叶片高速运转并且材质为铝合金）

好凯德真空机组设计的程序：

A.真空室内总放气量的计算

B.确定真空室的有效抽速

C.粗配主泵和粗配前级好凯德真空泵

D.根据要求选择阀门、捕集器、除尘器等真空元件

E.绘制真空系统装配草图，确定各部分的尺寸

F.精确(复核)计算各真空泵的参数，如果粗选的真空泵达不到要求，就需要重新选泵和配泵，直到满足各参数要求为止

G.绘制真空系统装配图

H.绘制零件图，绘制施工图。

这八条设计计算步骤是东莞雅之雷德机电科技非标准设计不可缺少的。随着真空设备的不断发展，随着各种新型的真空机组的不断出现，真空系统设计过程会不断简化.现在已有定型好凯德真空机组，若可以直接选择定型真空机组来获得所需真空系统，便可省去麻烦的真空系统设计。

-65kpa是粗真空，选风冷水环真空泵机组最好，造价低，只需要水，不用花钱维护。

4KW真空泵，0.15KW风机，配水箱带散热系统的

真空缓冲罐0.6立方米的或1立方米的都行，DN50的管，如果PVC就用1.6MPA的，直径63的管。

到达-1Pa:双级油泵即可

到达-5Pa:需要 前级泵（油泵或者螺杆干泵）+（分子泵）

到达-8Pa:需要 前级泵（油泵或者螺杆干泵）+（分子泵）+（离子泵）

到达-11Pa:前级泵（油泵或者螺杆干泵）+（分子泵）+（离子泵）+（吸附泵）

高真空状态下可能需要烘烤除气，还有放气低的腔体，否则达不到要求。

图片为螺杆干泵+分子泵抽气效果。4.6E-7hpa,可以达到-5Pa级别。

请点击输入图片描述

腔体要看你用来做什么用了要多大吗？要用超高分子干泵它可以抽到10*7PA或用10-10PA。跟据你腔体的大小来配置用几台。用干泵虽然无油但你要保持腔体清洁防止5厘米以上的碎片进到泵中。密封就用O-RINY在涂上真空封合膏。真空计要用离子真空计。绝缘部件：耐高温的铁弗龙或瓷。图表还没有有了再给你吧。

催化剂原位表征高真空系统

-----原位红外光谱测量系统

催化剂原位表征高真空系统是为红外光谱吸附态表征和催化剂酸性测定设计的专用真空系统，配有石英红外吸收池，可以与Bruker、Nicolet、PE、Shimadzu、Jasco、Varian\Bio-Rad等主要红外光谱仪连接使用，进行氨、吡啶、一氧化碳、一氧化氮、甲醇、乙醇等小分子化合物的化学吸附测定。

1.高真空系统应用

1.1 吸附态研究和催化剂的表征

红外光谱已经广泛应用于催化剂表面性质的研究，其中最有效和广泛应用的是研究吸附在催化剂表面的所谓“探针分子”的红外光谱， 如：NO、CO、CO2、NH3、C3H5N等，, 它可以提供在催化剂表面存在的“活性中心”信息。用这种方法可以表征催化剂表面暴露的原子或离子, 更深入地揭示表面结构的信息。与其它方法相比较, 这样的红外研究所获得的信息只限于探针分子（或反应物分子）可以接近或势垒所允许的催化剂工作表面。

1.1.1 CO吸附态研究

由于CO具有电子受授性质，未充满的空轨道很容易同过渡金属相互作用。CO同许多重要的催化反应有密切关系。如羰基合成、水煤气合成、氧化等。并且具有很高的红外消光系数。因此, 在过渡金属表面吸附态的研究是一个十分广泛的研究课题。

1.1.2 双金属原子簇催化剂的研究（红外光谱方法研究催化剂表面组成和相互作用）

利用两种气体混合物吸附在双组元过渡金属催化剂上通过红外光谱侧其吸附在不同组元上吸收带强度的方法可以测定双金属载体催化剂的表面组成。例如：CO和NO混合气吸附在Pt-Ru/SiO2上的红外光谱测定Pt-Ru/SiO2催化剂的表面组成。

1.2 催化剂红外酸性测定

1.2.1 氧化物表面酸性的测定

酸性中心一般看作是氧化物催化剂表面的活性中心。在催化裂化、异构化、聚合等反应中烃类分子和表面酸性中心相互作用形成正碳离子, 是反应的中间化合物。正碳离子理论可以成功地解释烃类在氧化物表面上的反应, 也对酸性中心的存在提供了强有力的证明。为了进一步表征固体酸性催化剂的性质, 需要测定表面酸性中心的类型（L酸、B酸）、强度和酸量。利用红外光谱研究表面酸性常常利用氨、吡啶、三甲基胺、正丁胺等碱性吸附质, 其中应用比较广泛的是吡啶和氨利用红外光谱研究固体酸。

1.2.2 氧化物表面羟基的研究

1.3 红外光谱应用于反应于反应动态学研究

1.4 催化剂原位表征高真空系统解决的问题

由于红外光谱方法本身存在一定的局限性。

1) 利用透射方法研究载体催化剂, 由于大部分载体低于1000cm-1, 就不透明了,所以很难获得这一范围的许多重要信息。

2) 金属粒子不同的暴露表面边、角、阶梯、相间界面线等,分子吸附在所有这些中心上的光谱都可对测得的光谱有贡献, 因而解释起来有困难。

3) 由于催化反应过程中, 在催化剂表面上反应中间物浓度一般都很低,寿命很短（尤其是反应活性的承担者）, 红外光谱的灵敏度和跟踪速度不够高。

4) 红外光谱只适用于有红外活性的物质。

随着光谱技术的发展, 这些局限性将通过真空系统克服。

2.系统基本情况

加工一套用于催化剂原位表征的真空装置及红外原位测量系统，配备红外吸收池统。 提高真空系统的性能使其在较短的时间内达到测量需要的中高真空度。

3、主要技术指标

1. 样品处理开始后样品池中真空度应在30 分钟内达到1×10-3Pa；

2. 样品测量过程中各样品可同时或分别进行吸附或脱附探针分子；

3. 由于测量所需探针分子为酸性或碱性分子，高硼硅玻璃材质避免了相互污染；

4、真空处理系统由机械泵与玻璃四级扩散泵串联组合抽气，达到客户对测试池中高真空的要求，抽速快，体积小,低噪音，操作简单，使用方便的特点,并且价格适中。

5、低真空部分主要是抽出系统中的高浓度气体或吸附的残余气体。

6、各部分节门选用高硼硅玻璃节门，满足系统高真空的要求，透明性操作，便于调试。

7、真空测量仪使用数显高精密真空计。

8、本系统配备透过式石英红外吸收池，采用透射模式，可对样品进行陪烧、流动氧化还原、抽空脱气、吸附反应等处理过程，可随时移入或移出到红外光谱仪的光路中进行实验，也可利用配备的延长管路进行原位表征和实验。其加热方式可采用程序升温方法控制温度的升降，也可使用调压变压器对温度的升降进行控制，使用温度可以高达450度，标准配置的吸收池窗口为CaF2，工作区间为4000—1200波数之间，用户也可按照需要自性配置其他材料的窗口。

9. 样品测量过程中各样品可同时或分别进行预处理、吸附、脱附探针分子或更换样品。

10. 波纹管更换方便。

11．为满足客户的要求真空系统可做相应改变。

4、技术服务

本设备交付使用验收后，终身提供耗件。

5、验收标准和方式

提供的主要产品清单见附表1。

a. 按技术协议加工完成后，甲方在乙方现场进行单体验收；

b. 全部设备加工、安装，真空设备调试后，进行真空度调试，容器真空度优于1×10-3Pa；

c. 由供方派专家就催化剂酸性测量进行专项现场技术培训；

d. 由甲乙双方出具技术服务项目验收证明。

本合同交货期为合同签定并实质履行后90 天。服务项目的保证期为验收合格后 12 个月。

在保证期内发现服务质量缺陷的乙方应当负责返工或者采取补救措施。但因甲方使用、保管不当引起问题除外。

附表1 项目清单

序号 设备名称 型号 数量 备注

1 高真空装置 由我方负责加工、安装和售后技术服务

1.1 机械泵 1

1.2 玻璃四级扩散泵 1

1.3 真空计 1

1.4 压力规表头 1

1.5 吸附阱、冷却室、管道、真空工作架、玻璃节门、电控标准连接件等

2 测量系统及技术

2.1 石英样品池 由我方专家负责加工并提供测量方法的技术服

务

2.2 温控装置

2.3 真空系统操作指南

如果有疑问垂询010-62128921车晓玲

全国两家专门搞真空技术的学校——东北大学和合肥工业大学真空专业的书都是学校自己印的讲义。

国内高校讲真空技术比较权威的是国防工业出版社的《真空设计手册》达道安版以及化学工业出版社的《真空工程技术》徐连海主编。讲的比较齐，但是版本比较老了，有些新的技术跟不上去。

国内类似《真空》和《真空科学技术学报》等杂志一般十有八九都是介绍真空镀膜技术的，真空泵比较少。

有一本王常继的老书《真空系统设计》不错，这里有PDF，你看一看

在非工作的状态下,控制阀推杆回位弹簧将控制阀推杆推到右边的锁片锁定位置, 真空阀口处于开启状态,控制阀弹簧使控制阀皮碗与空气阀座紧密接触,从而关闭了空气阀口。此时助力器的真空气室和应用气室分别通过活塞体的真空气室通道与应用气室通道经控制阀腔处相通,并与外界大气相隔绝。发动机启动后, 发动机的进气歧管处的真空度（发动机的负压）将上升至-0.0667MPA（即气压值为0.0333MPA，与大气压的气压差为0.0667MPA）。随之，助力器的真空、应用气室的真空度均上升至-0.0667MPA，并处于随时工作的准备状态。

当进行制动时,制动踏板被踏下,踏板力经杠杆放大后作用在控制阀推杆上。首先, 控制阀推杆回位弹簧被压缩,控制阀推杆连同空气阀柱前移。当控制阀推杆前移到控制阀皮碗与真空阀座相接触的位置时,真空阀口关闭。此时，助力器的真空、应用气室被隔开。此时，空气阀柱端部刚好与反作用盘的表面相接触。随着控制阀推杆的继续前移,空气阀口将开启。外界空气经过滤气后通过打开的空气阀口及通往应用气室的通道,进入到助力器的应用气室(右气室),伺服力产生。由于反作用盘的材质（橡胶件）有受力表面各处的单位压强相等的物理属性要求，使得伺服力随着控制阀推杆输入力的逐渐增加而成固定比例(伺服力比)增长。由于伺服力资源的有限性,当达到最大伺服力时,即应用气室的真空度为零时(即一个标准大气压),伺服力将成为一个常量，不再发生变化。此时，助力器的输入力与输出力将等量增长；取消制动时,随着输入力的减小，控制阀推杆后移。当达到最大助力点时，真空阀口开启后,助力器的真空、应用气室相通,应用气室的真空度将下降,伺服力减小,活塞体后移。就这样随着输入力的逐渐减小,伺服力也将成固定比例(伺服力比)的减少,直至制动被完全解除。

真空助力器的核心尺寸链

在助力器的设计中，核心尺寸链的设计是保证助力器工作性能的关键，其中最为关键的尺寸配合是空气阀柱长度 与真空阀座到反馈盘主面的距离 （对于双膜片的助力器来说， 是指真空阀口到活塞体凸台上端面的距离与轴套同凸台相接触的端面到轴套同反馈盘表面相接触的端面距离之和）和控制阀的真空阀口处的形变量 之间的配合关系。

在上述的理想状态工作过程的叙述中，我们可以注意到在理想的工作状态下的当空气阀口到达打开的瞬间位置时，空气阀柱端部应刚好与反作用盘接触，可以看出在理论上成立的状态在现实中是不可能实现的。第一，每个零件的尺寸是有它的尺寸公差带；第二，大量部件的生产是符合统计规律的，实际的尺寸区间是一个公差带，而理想的位置只是在公差带上的一个点而已。那么，在实际设计中，是如何处理这个矛盾的。其核心的尺寸链的配合采取的是间隙配合。也就是说，当空气阀口打开的时候，空气阀柱的端部没有到达反作用盘的接触面上，存在一定的间隙。在实际设计中，为取得良好的始动力和释放力等技术参数，采用了间隙配合。

真空助力器的三个重要的工作原理

目前关于真空助力器的文献中，都只是提到了真空助力器的三个工作状态，即应用状态、维持状态、释放状态。并指出在这三种状态下，真空阀口和空气阀口的处于开或合的状态。

除了在上述提到的基本原理以外, 又发现了在国内文献中未曾提及的几个重要原理, 即, 三个平衡位置的原理、平衡位置的动态转换的原理和反作用盘的核心作用。

真空助力器的阀口的三个平衡位置的原理

汽车真空助力器在工作过程中存在着三个平衡位置，在加载时（或制动时）空气阀口处于若即若离状态，此时控制阀在空气阀口处无形变，而真空阀口处于关闭状态，控制阀在真空阀口处有形变；在卸载时（或取消制动时）真空阀口处于若即若离的状态，此时控制阀在真空阀口处无形变，而空气阀口处于关闭状态，控制阀在空气阀口处有形变；当制动稳定在某一时刻，输入力不再变化时（即助力器处于无运动趋势的状态），空气阀口和真空阀口均处关闭状态，控制阀在真空阀口处和空气阀口处均有形变。这就是助力器在工作状态下的三个平衡位置。

真空助力器平衡位置的动态转换的原理

助力器在工作过程中的平衡位置的动态转换的原理。这是一个极容易被忽视的原理，也是在结构和工艺设计时必须考虑到的重要原理。当加载结束的瞬间，助力器将由加载平衡位置向制动稳定态平衡位置转换，即控制阀在空气阀口由无形变向有形变转换。此时，空气阀口的结构设计及加工质量是否能够保证密封性的要求将受到严格的考验；当卸载开始的瞬间，助力器将由制动稳定态平衡位置向卸载平衡位置转换，即控制阀在真空阀口由有形变向无形变转换。此时，真空阀口的结构设计及加工质量是否能够保证密封性的要求将受到严格的考验。

实际的真空助力器的工作过程

由上述的阐述可以看到，实际的工作过程与理想的工作过程是有所不同的。在核心尺寸链为间隙配合的条件下，结合工作状态的三个平衡位置的理论。真空助力器的实际的工作过程是：制动时,制动踏板被踏下。踏板力经过杠杆的放大后作用在控制阀推杆上。首先,推杆回位弹簧被压缩,控制阀推杆连同空气阀柱前移。当控制阀推杆前移到控制阀皮碗与真空阀座相接触的位置时,真空阀口关闭，控制阀的真空阀口处从刚刚接触直到产生形变。此时，真空、应用气室被隔开,控制阀推杆继续前移使得空气阀口处于即将开启状态。此时，控制阀的空气阀口处已经没有形变。此处是助力器升压时的平衡位置，此时空气阀柱端部还没有与反作用盘的主面相接触。随着控制阀推杆的继续前移,空气阀将开启。外界空气经过滤气后通过打开的空气阀口及通过到应用气室的通道,进入到助力器的应用气室(右气室),伺服力产生。由于反作用盘的主面没有与控制阀的端部接触，因此，助力器还没有达到平衡。而空气进入到应用气室产生的伺服力使得反作用盘的副面受力，于是反作用盘的主面隆起，直到副面上产生的伺服力的大小使得主面隆起的高度达到与控制阀的端面接触时，助力器初始平衡位置建立。然后，随控制阀推杆输入力的逐渐增加而伺服力成固定比例(伺服力比)增长。由于伺服力资源的有限性,当达到最大伺服力时,即应用气室的真空度为零时(应用气室气压为一个大气压),伺服力将不再发生变化。此时助力器的输入力与输出力将等量增长，隆起的主面将在控制阀力的作用下，逐渐减小隆起的高度，当达到足够到的输入力时，反作用盘的主面甚至开始下凹，此时的空气阀口处打开的间隙越来越大，助力器的应用气室与外界空气完全相通；取消制动时,随着输入力的减小，控制阀推杆后移，伺服力仍然是个固定值，控制阀口开启的间隙越来越小直到退后到空气阀口刚好关闭并随之产生形变。注意此处的位置并不是降压过程的平衡位置。随着输入力的继续减小,真空阀口将处于即将开启的状态，此时的真空助力器的控制阀才处于降压过程中的平衡位置。我们注意到升压时的平衡位置与降压时的平衡位置存在一个的差值，这个差值就是控制阀在真空阀口和空气阀口处的两个形变值的和，即 。由于核心尺寸链是间隙配合，此差值使得反作用盘在助力器降压过程中需要更大隆起高度来实现平衡。真空阀口开启后,助力器的真空、应用气室相通,应用气室的真空度将下降,伺服力减小,活塞体后移。在连续的降压过程中，控制阀的空气阀口处始终有形变，而控制阀的真空阀口一直处于无形变（即若即若离的状态）。直到反作用盘的主面作用力接近为零。此时，助力器达到了最后的平衡位置。如果控制阀推杆继续后退，助力器的平衡被打破，恢复到初始的状态。

这就是真空助力器的一次密封检验(或者说，一次常规的制动过程)中真空助力器工作的详细过程，了解这个过程对于理解真空助力器的特性曲线的各性能参数的理解是至关重要的。在第3章的真空助力器的性能参数的计算中，就是依据此过程来得到的。而没有使用间隙配合的真空助力器的性能参数的计算和曲线以及产生的后果将在第4章中作详细的讨论。

应该特别注意的两个概念是：在一台设计合理的真空助力器实际工作过程中，应该存在初始平衡位置和最后平衡位置这两个概念。在输入力-输出力的特性曲线中,两个平衡位置的力学关系的体现分别对应的是始动力和释放力处跳跃值变化的过程。

真空助力器两个平衡位置的概念

初始平衡位置的概念：在升压过程中，空气阀口开启的同时，空气阀柱端部未能触到反作用盘上，即合理的间隙配合。这样空气阀口打开，应用气室进气，伺服力产生。于是，反作用盘的副面受力，反作用盘发生形变，主面将隆起，直到隆起的主面与空气阀端部接触，才达到一个稳定的平衡。在此过程中由于伺服力的增大，使输出力（或液压）在输入力不变的情况下增加。

最后平衡位置的概念：在降压过程的末期，随着输入力的降低，当反作用盘主面的受力几乎为零时，助力器的输出力完全是由伺服力产生的。这个伺服力同时又保证着反作用盘的形变。此时，如果控制阀推杆继续后移，由于制动主缸不能产生足够的抗力与残留的伺服力相平衡，使反作用盘不能产生足够的起补偿作用的形变量，以保持助力器的平衡，则助力器将失去平衡状态。其后，真空阀口将被打开，伺服力被释放，反作用盘上的形变消失，助力器恢复到起始状态。由于加载时和卸载时的控制阀阀口的平衡位置转变，可以知道，助力器释放力处的跳跃值应该大于始动力时的跳跃值。

反作用盘的核心作用和性能要求

在真空助力器的工作过程中，反作用盘起着极其重要的作用。真空助力器的工作原理要求，当空气阀口开启的瞬间，空气阀柱端面要刚好触到反作用盘的主面上。又由于反作用盘的材质有要求受力表面各处压强相等的特性，使得伺服力随着控制阀推杆输入力的逐渐变化而成固定比例(伺服力比)关系变化。反作用盘的主面与副面同时受力，且受力的大小与主面和副面的面积成正比。此时，助力器的随动性最好，反作用盘的使用寿命长。但是，这种理想状态在现实中是很难实现的。设计合理的助力器（间隙配合）的反作用盘又起到了补偿作用。当空气阀口开启的瞬间，空气阀柱端面没能触到反作用盘的主面上，它们之间还有一定的间隙。这时空气阀口开启，助力器的应用气室进气，产生伺服力，反作用盘的副面受力，主面将隆起。当主面隆起的高度能够补偿了空气阀柱与反作用盘主面之间的间隙时，助力器达到了平衡状态。反之，设计不合理助力器当空气阀柱端面触到反作用盘主面上时, 空气阀未能开启,这时反作用盘的主面由于受力而凹下，而副面相对隆起,直到反作用盘的副面隆起的高度能够使空气阀口开启时, 助力器才达到平衡状态。

反作用盘材质具有的这种即要求受力表面各处压强相等又能够产生形变的材质特征是真空助力器工作原理的核心原理之一。

因此，对反作用盘的性能要求如下：①良好的密封性。反作用盘的过盈量要适当，过盈量太小不能保证密封性；过盈量太大，反作用盘侧面的摩擦力加大,影响助力器的工作性能。②良好的形变能力。反作用盘的材质和形状要有利于反作用盘的形变。