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真空泵的抽速和真空機組的配置

  不同的真空系統要求的真空度不同。因此往往必須由一套真空機組來(lái)完成,即由工作在不同壓力范圍的真空泵串接起來(lái)。

  高真空一側的真空泵能達到系統要求的真空度,而低真空一側的真空泵是直排大氣的。顯然最簡(jiǎn)單的真空機組就是一臺直排大氣的真空泵。但高真空系統一般需要三級機組,中真空一般需要二級機組。

  一臺高真空泵和一臺低真空泵難于組成有效的高真空機組。這有幾方面的原因。流量的連續性就是其中之一。高真空泵都有前級耐壓的限制,即前級高于某一壓力,泵就不能正常工作。而當前級泵達到這一臨界壓力時(shí),往往抽速會(huì )減小,這樣前級泵的排氣流量可能會(huì )小于主泵的排氣流量,這種流量的不一致破壞了流量連續性的要求,必然會(huì )引起真空機組不能正常工作。但如在高低真空泵之間再連接一臺中真空泵,便可起到承上啟下的作用,流量連續,而且各泵皆可工作在最佳狀態(tài)。羅茨泵能工作在中真空范圍,是最適合的,故又稱(chēng)羅茨增壓泵,由于其壓縮比不高,正好可連接幾Pa至幾百Pa的范圍。當三級高真空機組進(jìn)入較高的真空度時(shí),由于主泵的排氣流量明顯減少,此時(shí)僅靠一臺較小的前級泵便可維持抽氣的連續性,在實(shí)際運用中這是經(jīng)常采用的方法,這樣可減少機組的能耗。

  高真空機組往往需要三級機組的另一個(gè)原因歸結于高真空泵的吸入壓力的限制。泵都有起始工作壓強,傳統的高真空泵都在幾Pa的范圍。因此前級泵必須預抽到這一壓力主泵才能開(kāi)始工作。但直排大氣的前級泵抽至這一壓力往往需要較長(cháng)的時(shí)間,因為隨著(zhù)壓力降低泵的抽速在減小,特別是對于周期性抽氣的真空機組,對達到工作真空度的時(shí)間是有要求的,預抽時(shí)間越長(cháng),進(jìn)入工作真空度的時(shí)間也越長(cháng),故增加一臺中真空泵與前級低真空泵配合,可在較短的時(shí)間達到主泵可以工作的壓力,這樣可以使系統盡快地進(jìn)入工作壓力,保證了設備的使用效率。

  羅茨泵和油增壓泵都可以作為中真空泵,分子增壓泵有極高的壓縮比,這除了使它能獲得清潔真空外還具有優(yōu)異的高真空性能,同時(shí)在中真空范圍也有超強的抽氣能力。這就使分子增壓泵成為目前唯一兼有中高真空性能的真空泵,所以只需要與低真空泵配合便能組成性能堪比三級機組的高真空機組。具體地講由于分子增壓泵耐壓高,所以可使前級泵易于處于高流量狀態(tài);而分子增壓泵吸入壓力高,減緩了前級泵的預抽負擔。分子增壓泵可以在100-50Pa工作,前級泵從大氣到這一壓力,基本遵從每經(jīng)過(guò)時(shí)間壓力降低一個(gè)數量級的規律,因此,機組可以具有很高的抽氣效率。簡(jiǎn)化高真空機組,取消羅茨泵是分子增壓泵的又一個(gè)優(yōu)勢。對于較大型的高真空應用設備,也可適當加強前級泵的預抽能力,進(jìn)一步縮短抽氣時(shí)間,由于預抽時(shí)間與整個(gè)排氣過(guò)程相比很短,所以前級泵的使用時(shí)間也很短,因此可以兼作多套設備的預抽作用,而這往往是非,F實(shí)的。這就使規;瘧玫恼婵諜C組得到大大的簡(jiǎn)化。

  在某些中真空應用中,需要進(jìn)入10-1Pa范圍,這對羅茨泵的二級機組往往難于實(shí)現,而使用二級羅茨泵串接的三級機組可使真空度提高一個(gè)數量級而進(jìn)入10-1Pa,所以中真空應用也常用三級機組。由于分子增壓泵在10-1Pa可以滿(mǎn)抽速,所以亦可以在三級中真空機組中取代兩級羅茨泵。一般地講,長(cháng)時(shí)間工作在中真空的低端壓力范圍的羅茨泵,分子增壓泵可以完全取代。而長(cháng)時(shí)間工作在中真空高端壓力范圍的羅茨泵相對而言應該較少,因為這一壓力范圍前級泵往往還具有強勁的抽速。

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