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真空泵的分类,及工作原理(真空泵分类结构图)

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-21   来源:节能风电   作者:风电叶片   浏览次数:133
核心提示:真空泵的分类真空泵分为气体输送泵和气体吸附或捕集泵。气体输送式真 空泵可以连续使用,而气体吸附真空泵具有有限的气体吸收 能力,并且必须在一定的过程时间间隔进行再生。气体输送泵,分为容积式真空泵和动量传递真空泵。容积泵 将密封空间中的气体排到大气或下级泵中。动量传递泵通过 机械驱动或蒸汽射流在运动方向对气体进行加速来抽出气。 气体吸附真空泵通过吸气或在合适温度冷凝气体的方式将气 体吸附到特别的活性表面上。吸附泵通过蒸发和/或升华或溅 射不断地产生纯净的吸气面。如果要抽出的气体粒子在与吸 气面进行相互作用之前

   

真空泵的分类真空泵分为气体输送泵和气体吸附或捕集泵。
气体输送式真 空泵可以连续使用,而气体吸附真空泵具有有限的气体吸收 能力,并且必须在一定的过程时间间隔进行再生。
气体输送泵,分为容积式真空泵和动量传递真空泵。
容积泵 将密封空间中的气体排到大气或下级泵中。
动量传递泵通过 机械驱动或蒸汽射流在运动方向对气体进行加速来抽出气。
气体吸附真空泵通过吸气或在合适温度冷凝气体的方式将气 体吸附到特别的活性表面上。
吸附泵通过蒸发和/或升华或溅 射不断地产生纯净的吸气面。
如果要抽出的气体粒子在与吸 气面进行相互作用之前在离子泵中被电离了,则它们在溅射 清洁吸气面的同时被溅射的材料掩盖。
非蒸散型吸气剂 (NEG) 包括高反应性的合金,其主要由锆或钛组成,并且具 有非常大的比表面积。
气体可以通过微孔渗透到吸气材料的 深层内部,并在那里结合成稳定的化合物。
抽速和气流量抽速 S0=dVdtS0=dVdt(公式 1-17) 是通过真空泵入口横截面的平均体积流量。
在 抽气特征图中,Y 轴上显示的是体积流率或抽速, X 轴上显 示的是入口压力。
由泵几何形状决定的,泵可达到的最大抽 速被称为额定抽速。
抽速的测定在基本标准 ISO 21360- 1:2012 中进行了说明。
抽速以单位 m3 · s-1 表示。
单位 m³ · h-1, l · s-1 和 l · min-1也是常用单位。
气流量 qpV=S⋅p=dVdt⋅pqpV=S⋅p=dVdt⋅p(公式 1-16) 作为入口压力函数,表示真空泵中的气体流 量。
它以 Pa · m3 · s-1 或 hPa · l · s-1 = mbar · l · s-1 表示。
如果抽气系统由气体容积泵组成,所有串联连接的泵都具有 相同的气流量。
极限压力和本底压力极限压力 pepe 是在无气体进入的限定条件下由盲板法兰连接的 真空泵渐进的最低压力。
在极限压力下,泵的抽速将为零, 因为只有其自身的返流损失将被抽出。
极限压力是理论值。
现在用本底压力代替极限压力。
获得本底压力的条件在标准 ISO 21360-1:2012 中有规定。
由于必须在指定时间内获得本 底压力,其通常高于极限压力。
压缩比排气压力 poutletpoutlet 与进气压力 pinletpinlet 之间的最大压力比被称为压缩比。
K0=poutletpinletK0=poutletpinlet公式 4-1: 压缩比在盲法兰连接入口的情况下,压缩比(由于零流量,被称为 K0K0 通过出口侧压力测量而得到,前提是出口不是恒定的大 气压串联系统的抽速真空泵具有抽速 S0S0 和压缩比 K0K0。
泵通过缝隙具有返流损 失,返流流导为 CRCR。
设入口压力为 pinletpinlet 且排气压力为 poutletpoutlet 。
抽速为 SbSb 的前级泵被连接到出口侧。
例如,罗茨泵 机组或涡轮分子泵机组。
抽速为 SS 的整个机组抽出的气体量qpV=pinlet⋅S=poutlet⋅Sb=S0⋅pinlet−CR(poutlet−pinlet)qpV=pinlet⋅S=poutlet⋅Sb=S0⋅pinlet−CR(poutlet−pinlet)公式 4-2: 机组的气体流量对于返流流导 CRCR, 适用以下公式,其中 CR<<S0CR<<S0CR=S0K0CR=S0K0公式 4-3: 返流流导且对于实际压缩比K=poutletpinlet=SSVK=poutletpinlet=SSV公式 4-4: 实际压缩比使用以上公式,可以得出两级泵系统的抽速 SS 为S=S01−1K0+S0K0⋅SVS=S01−1K0+S0K0⋅SV公式 4-5: 抽速递推公式该公式也可以用作多级泵串联系统的递推公式,其中最后一 级泵抽速 SbSb 和中间泵的 K0K0 和 S0S0。
气镇空气或其他非冷凝气体通过某种方式被允许进入真空泵,该 方式被称为气镇。
如果泵内存在相应温度下无气镇会冷凝的 蒸汽,则气镇使出口阀在蒸汽冷凝前打开,且蒸汽与镇流气 体一起被排出。
大气以及所选惰性气体被用作镇流气体。
气 镇的使用会略微增加真空泵所能达到的本底压力。
因此,对于气镇真空泵,同时规定有气镇和无气镇的本底压 力。
水蒸汽耐受性/水蒸汽的能力水蒸汽耐受性 pwpw 是真空泵在正常环境条件下 (20 °C, p0p0 = 1,013 hPa) 可连续吸入和对应的蒸气。
它可从给定温度下的 抽速、气镇流量、相对湿度和饱和蒸气压计算得出。
pW=qpV,ballast⋅(pS−pa)S⋅(α⋅p0−pS)pW=qpV,ballast⋅(pS−pa)S⋅(α⋅p0−pS)公式 4-6: 水蒸汽耐受性pWpW水蒸汽耐受性qpV,BallastqpV,Ballast气镇流量SS泵的抽速pSpS水蒸气在排气温度下的饱和蒸气压papa空气中水蒸气的分压p0p0大气压αα修正系数,无因次修正系数将打开出口阀所需压力高于大气压的这一事实考虑 在内。
在我们的例子中,可以将 αα 假定为1.1。
水蒸汽耐受性具有的压力大小,以 hPa 表示。
DIN 28426 描述了使用间接方法来确定水蒸汽耐受性。
水蒸 汽耐受性随泵的排气温度上升而增加,且随气镇流量 qpV,ballast 的增加而增加。
其在较高环境压力下减少。
在无气镇的情况下,出口温度小于 100°C 的真空泵不能抽出 即使少量的纯净水蒸气。
如果水蒸气在无气镇的情况下被泵 吸入, 冷凝物将溶解在泵油中。
因此,本底压力将会上升, 冷凝物可能会导致泵体腐蚀破坏。
排水蒸气能力是真空泵在环境条件(20 °C 和 1,013 hPa)下 可以连续吸入和抽出水蒸气的最大水量。
qm,water=pW⋅S⋅M⋅(RT)−1qm,water=pW⋅S⋅M⋅(RT)−1公式 4-7: 抽水蒸气能力qm,waterqm,water抽水蒸气能力MM水的摩尔质量RR一般气体常数TT绝对温度抽水蒸气的能力以 g · h-1表示。
因此,它是水蒸气质量流 率。
通常用于在公式中的 cWcW 表示抽水蒸气的容量。
密封气体当抽吸腐蚀性气体时,存在气体可能破坏泵部件的风 险。
为 了避免该危险,敏感部件必须用连续的惰性气体流保护起 来。
因此,泵体内设有特殊的进气系统,凭借该系 统,气体 在规定的位置流入泵系统。
在涡轮分子泵中,主要是轴承和 电机舱需要保护。
在电机舱中吸入密封气体能够避免侵蚀性 气体与润滑剂或轴承中的腐蚀敏感成分发生化学反应以及防 止灰尘和粒子进入润滑剂腔、与润滑剂混合。
使用密封气体 可以保护电机及防止粒子进入和导致轴与紧急轴承接触, 也 建议免润滑的涡轮分子泵使用除轴承密封气体外,干式前级泵也有净化气体注入嘴可注入 泵内。
净化气体流量使用校准喷嘴上游的压力调节器或流量 调节器 (质量流量控制器或 MFC)进行调节,以及通过压力 传感器和开关进行监控。

 
 
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