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选用真空泵时需要注意什么

日期:2012-06-07

1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。 
2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg下工作,但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。
3、真空泵在其工作压强下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。 
4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但不能抽氦,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氩有一定的抽速,两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。另外,有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。
5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时,应该选各种无油泵,如:水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。 
6、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。
7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染,可以选无油真空泵,或者把油蒸气排到室外。 
8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许,应选择无振动的泵或者采取防振动措施。 
9、真空泵的价格、运转及维修费用。

这个化工手册有公式的,可以去查下!S=QRT/(P*M)
S是抽气率  Q是系统漏气量,放气量。T是温度,P系统压力 M是系统气体分子量!

真空计算常用公式 
1、玻义尔定律
        体积V,压强PP•V=常数(一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。
P1/P2V2/V1
2、盖吕萨克定律
     当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比:(V1/V2T1/T2=常数)
        当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(P降低)1,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273
3、查理定律
           当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其他绝对温度T成正比,即:P1/P2T1/T2
              在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1,它的压强比原来增加(或减少)1/273
4、平均**程:
     λ(5×10-3)/P (cm)
5、抽速:
      Sdv/dt (/)或 SQ/P
       Q=流量(/) P=压强()  V=体积() t=时间()
6、通导: CQ/(P2-P1) (/)
7、真空抽气时间:
        对于从大气压到1托抽气时间计算式: t8V/S (经验公式)
     V为体积,S为抽气速率,通常t5~10分钟内选择。)
8、维持泵选择:
       S维=S/10
9、扩散泵抽速估算:
      S3D2 (D=直径cm
10、罗茨泵的前级抽速:
     S(0.1~0.2)S罗 (l/s)
11、漏率:
       Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1)
            Q漏-系统漏率(mmHg•l/s)             V-系统容积(l)
           P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg)
          P2-真空室经过时间t后达到的压强(mmHg)
           t-压强从P1升到P2经过的时间(s)
12、粗抽泵的抽速选择:
       SQ1/P预 (l/s)
      S=2.3V•lg(Pa/P)/t
           S-机械泵有效抽速            Q1-真空系统漏气率(/)
            P预-需要达到的预真空度()     V-真空系统容积()
         t-达到P预时所需要的时间        Pa-大气压值(托)
13、前级泵抽速选择:
           排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有:
  PnSg≥PgS 或 Sg≥Pgs/Pn
    Sg-前级泵的有效抽速(l/s)  Pn-主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s)
  Pg-真空室最高工作压强()   S-主泵工作时在Pg时的有效抽速。(l/s)
14、扩散泵抽速计算公式:
      SQ/P(K•n)/(P•t)(/)
式中:S-被试泵的抽气速率(l/s)     n-滴管内油柱上升格数()
t-油柱上升n格所需要的时间()   P-在泵口附近测得的压强()
K-滴管系数(/)    KV0•(L/n)•(Υ0/Υm)+PaVt
               其中V0-滴管和真空胶管的原始容积()    L-滴管刻度部分的长度(mm)
           n-滴管刻度部分的格数()            Υ0-油的比重(/厘米3)
         Υm-汞的比重(/厘米3)           Pa-当地大气压强()
          Vt-滴管的刻度上的一格的对应的容积(/)
15、旋片真空泵的几何抽速计算公式:
     SπZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s)
       式中:Z为旋片数,n为转速(/)L为泵腔长度,D为泵腔直径,d为转子直径(cm)Kv为容积利用系数(一般取95)
16O型橡胶槽深B0.7D
           D为橡胶直径,槽宽C1.6B
17、方形橡胶槽深B0.8A
          A为方形橡胶边长,槽宽C1.67B                                      
选用真空泵时,需要注意下列事项:
    1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。 
    2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg下工作,但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。 
    3、真空泵在其工作压强下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。 
    4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但不能抽氦,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氩有一定的抽速,两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。另外,有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。 
    5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时,应该选各种无油泵,如:水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。 
    6、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。 
    7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染,可以选无油真空泵,或者把油蒸气排到室外。 
    8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许,应选择无振动的泵或者采取防振动措施。 
    9、真空泵的价格、运转及维修费用。 
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