真空泵的選型與計(jì)算

在真空泵選型前，我們必須弄清楚幾個(gè)基礎(chǔ)概念:

 真 理論上是指容積里面不含有任何的物質(zhì)。（現(xiàn)實(shí)中是不存在真正的真空的）通常把容器內(nèi)氣壓低于正常大氣壓（101325 Pa）的都稱之為真空狀態(tài)。  表示處于真空狀態(tài)下的氣體稀簿程度，通常用壓力值來(lái)表示。實(shí)際應(yīng)用中，真空度通常有真空和相對(duì)真空兩種說(shuō)法。從真空表所讀得的數(shù)值稱真空度。真空度數(shù)值是表示出系統(tǒng)壓強(qiáng)實(shí)際數(shù)值低于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，從表上表示出來(lái)的數(shù)值又稱為表壓強(qiáng)，業(yè)界也稱為極限相對(duì)壓強(qiáng)，即： 真空度=大氣壓強(qiáng)-壓強(qiáng)(大氣壓強(qiáng)一般取101325Pa，水環(huán)式真空泵極限壓強(qiáng)3300Pa；旋片式真空泵極限壓強(qiáng)約10Pa)

真空&相對(duì)真空

相對(duì)壓強(qiáng)即所測(cè)內(nèi)部壓強(qiáng)比“大氣壓”低多少壓強(qiáng)。表示出系統(tǒng)壓強(qiáng)實(shí)際數(shù)值低于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值。由于容器內(nèi)部空氣被抽，因此，內(nèi)部的壓強(qiáng)始終低于容器外部壓強(qiáng)。所以當(dāng)用相對(duì)壓強(qiáng)或者表壓強(qiáng)表示的時(shí)候，數(shù)值前面必須帶負(fù)號(hào)，表示容器內(nèi)部壓強(qiáng)比外部壓強(qiáng)低。

壓強(qiáng)即所測(cè)內(nèi)部壓強(qiáng)比”理論真空(理論真空壓強(qiáng)值為0Pa)”高多少壓強(qiáng)。它所比較的對(duì)象為理論狀態(tài)的真空壓強(qiáng)值。由于工藝所限，我們無(wú)論如何都不能將內(nèi)部壓強(qiáng)抽到真空0Pa這個(gè)數(shù)值，因此，真空泵所抽的真空值比理論真空值要高。所以當(dāng)用真空表示時(shí)，數(shù)值前面無(wú)負(fù)號(hào)。例如，設(shè)備的真空度標(biāo)為0.098MPa，實(shí)際上是-0.098MPa。

 抽 抽氣量是真空泵抽速的一個(gè)衡量因素。一般單位用L/S和m³/h來(lái)表示。是彌補(bǔ)漏氣率的參數(shù)。不難理解，理論下抽一個(gè)相同體積的容器，為什么抽氣量大的真空泵很容易抽到我們所需的真空度，而抽氣量小的真空泵很慢甚至無(wú)法抽到我們想要的真空度?   因?yàn)楣苈坊蛘呷萜魇冀K不可能做到不漏氣(公眾號(hào):泵管家)，而抽氣量大的彌補(bǔ)了漏氣所帶來(lái)的真空度下降的因素，所以，大氣量的很容易抽到理想真空度值。這里建議，在計(jì)算出理論抽氣量的情況下，我們盡量選擇高一級(jí)的抽氣量的真空泵。

下面進(jìn)入真空泵的選型。

1、工藝要求達(dá)到的真空度

真空泵的工作壓力應(yīng)該滿足工藝工作壓力要求，選型時(shí)真空度要高于真空設(shè)備真空度的半個(gè)到一個(gè)數(shù)量級(jí)。(如：真空工藝要求100pa(壓力)的真空度，選用真空泵的真空度至少要50pa-10pa)。一般如果要求壓強(qiáng)高于3300Pa，則優(yōu)先選擇水環(huán)式真空泵作為真空裝置，如果壓強(qiáng)要求低于3300Pa，則不能選擇水環(huán)式真空泵，選擇旋片式真空泵或更高真空級(jí)別的真空泵作為真空獲得裝置。

2、工藝要求的抽氣量(抽氣速率)

真空泵要求抽氣速率(也就是要求真空泵在其工作壓力下，排出氣體、液體，固體的能力)，一般單位：m3/h，L/S,m3/min。具體計(jì)算方法可以參考下面公式自行計(jì)算選型。當(dāng)然，真空泵的選型是一個(gè)綜合過(guò)程，涉及到相關(guān)經(jīng)驗(yàn)等因素。

S=(V/t)×ln(P1/P2)

其中：S為真空泵抽氣速率(L/s)

V為真空室容積(L)

t為達(dá)到要求真空度所需時(shí)間(s)

P1為初始?jí)簭?qiáng)(Pa)

P2為要求壓強(qiáng)(Pa)

3、判定被抽物體的成分

、被抽物體是氣體、液體還是顆粒，如果被抽氣體中含有水汽或少量顆粒性和粉塵等雜質(zhì)，慎選旋片式真空泵，如果真空度要求較高，則應(yīng)加過(guò)濾裝置加以過(guò)濾方能使用旋片式真空泵做真空獲得設(shè)備。

第二、要知道被抽物體是否有腐蝕(酸性還是堿性，PH值是多少?)，若含有酸堿腐蝕或有機(jī)腐蝕等因素的氣體，應(yīng)過(guò)濾或中和處理才能選旋片式真空泵。

第三、被抽物體是否對(duì)橡膠或者油品有污染?針對(duì)不同的被抽介質(zhì)要選用相應(yīng)的真空設(shè)備，如果氣體中含有大量蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵的進(jìn)氣口管路上安裝相應(yīng)的輔助設(shè)備，如冷凝器，過(guò)濾器等(具體由我們相應(yīng)技術(shù)工程人員解答)。

第四、 真空泵的噪音，振動(dòng)，美觀的對(duì)工廠是否有影響。

第五、俗話說(shuō)，便宜沒(méi)好貨。購(gòu)買(mǎi)真空泵和真空設(shè)備時(shí)，還應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)備的質(zhì)量、運(yùn)輸及其維修和保養(yǎng)費(fèi)用等。

真空泵的抽速和真空機(jī)組的配置

不同的真空系統(tǒng)要求的真空度不同。因此往往必須由一套真空機(jī)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(cè)的真空泵能達(dá)到系統(tǒng)要求的真空度，而低真空一側(cè)的真空泵是直排大氣的。顯然簡(jiǎn)單的真空機(jī)組就是一臺(tái)直排大氣的真空泵。但高真空系統(tǒng)一般需要三級(jí)機(jī)組，中真空一般需要二級(jí)機(jī)組。

　　一臺(tái)高真空泵和一臺(tái)低真空泵難于組成有效的高真空機(jī)組。這有幾方面的原因。流量的連續(xù)性就是其中之一。高真空泵都有前級(jí)耐壓的限制，即前級(jí)高于某一壓力，泵就不能正常工作。而當(dāng)前級(jí)泵達(dá)到這一臨界壓力時(shí)，往往抽速會(huì)減小，這樣前級(jí)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(xù)性的要求，必然會(huì)引起真空機(jī)組不能正常工作。但如在高低真空泵之間再連接一臺(tái)中真空泵，便可起到承上啟下的作用，流量連續(xù)，而且各泵皆可工作在良好狀態(tài)。羅茨泵能工作在中真空范圍，是很適合的，故又稱羅茨增壓泵，由于其壓縮比不高，正好可連接幾Pa至幾百Pa的范圍。當(dāng)三級(jí)高真空機(jī)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(tái)較小的前級(jí)泵便可維持抽氣的連續(xù)性，在實(shí)際運(yùn)用中這是經(jīng)常采用的方法，這樣可減少機(jī)組的能耗。

　　高真空機(jī)組往往需要三級(jí)機(jī)組的另一個(gè)原因歸結(jié)于高真空泵的吸入壓力的限制。泵都有起始工作壓強(qiáng)，傳統(tǒng)的高真空泵都在幾Pa的范圍。因此前級(jí)泵必須預(yù)抽到這一壓力主泵才能開(kāi)始工作。但直排大氣的前級(jí)泵抽至這一壓力往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)殡S著壓力降低泵的抽速在減小，特別是對(duì)于周期性抽氣的真空機(jī)組，對(duì)達(dá)到工作真空度的時(shí)間是有要求的，預(yù)抽時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)入工作真空度的時(shí)間也越長(zhǎng)，故增加一臺(tái)中真空泵與前級(jí)低真空泵配合，可在較短的時(shí)間達(dá)到主泵可以工作的壓力，這樣可以使系統(tǒng)盡快地進(jìn)入工作壓力，保證了設(shè)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*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*的抽氣能力。這就使分子增壓泵成為目前僅有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(jí)機(jī)組的高真空機(jī)組。具體地講由于分子增壓泵耐壓高，所以可使前級(jí)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(jí)泵的預(yù)抽負(fù)擔(dān)。分子增壓泵可以在100-50Pa工作，前級(jí)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(shù)量級(jí)的規(guī)律，因此，機(jī)組可以具有很高的抽氣效率。簡(jiǎn)化高真空機(jī)組，取消羅茨泵是分子增壓泵的又一個(gè)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于較大型的高真空應(yīng)用設(shè)備，也可適當(dāng)加強(qiáng)前級(jí)泵的預(yù)抽能力，進(jìn)一步縮短抽氣時(shí)間，由于預(yù)抽時(shí)間與整個(gè)排氣過(guò)程相比很短，所以前級(jí)泵的使用時(shí)間也很短，因此可以兼作多套設(shè)備的預(yù)抽作用，而這往往是非常現(xiàn)實(shí)的。這就使規(guī)模化應(yīng)用的真空機(jī)組得到大大的簡(jiǎn)化。

在某些中真空應(yīng)用中，需要進(jìn)入10-1Pa范圍，這對(duì)羅茨泵的二級(jí)機(jī)組往往難于實(shí)現(xiàn)，而使用二級(jí)羅茨泵串接的三級(jí)機(jī)組可使真空度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)而進(jìn)入10-1Pa，所以中真空應(yīng)用也常用三級(jí)機(jī)組。由于分子增壓泵在10-1Pa可以滿抽速，所以亦可以在三級(jí)中真空機(jī)組中取代兩級(jí)羅茨泵。一般地講，長(zhǎng)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*取代。而長(zhǎng)時(shí)間工作在中真空壓力范圍的羅茨泵相對(duì)而言應(yīng)該較少，因?yàn)檫@一壓力范圍前級(jí)泵往往還具有強(qiáng)勁的抽速。

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