高真空抽氣機組在分子流狀態(tài)下工作,與低真空機組相比,其特點是工作壓力較低(10-2～10-6Pa)、排氣量小、抽速大。機組的主泵通常為擴散泵、擴散增壓泵、分子泵、鈦升華泵、低溫冷凝泵等。這些泵不能直接對大氣工作,因此需要配置預(yù)抽泵和前級泵、有些擴散泵高真空抽氣機組還配有前級維持泵或貯氣罐,以防止系統(tǒng)內(nèi)的氣壓波動,改善機組的抽氣性能。

預(yù)抽泵

        預(yù)抽泵(粗抽泵)主要用來抽除真空室中的大量氣體,使真空室內(nèi)的氣體壓力由大氣壓力降到主泵能夠啟動工作時的真空度,因此,要求預(yù)抽泵所達到的壓力要小于主泵的啟動工作壓力,機組所選用預(yù)抽泵的抽速大小由粗抽時間決定。為了提高真空機組的利用率,預(yù)抽泵可以兼做前級泵用,兩種不同抽氣功能之間靠真空閥門來分隔和切換。

維持泵

        由于擴散泵和油增壓泵起動時間長,在周期性操作的真空設(shè)備中,當真空室裝料和卸料的時候,往往為了縮短工作周期而不停止主泵,將高真空閥門和前級管道閥門關(guān)閉,使主泵仍處于工作狀態(tài)。由于閥門等總是有極少量的漏氣以及閥門和泵內(nèi)的表面放氣,經(jīng)過一定時間后,主泵泵腔內(nèi)的壓力增加,超過泵工作液的最大允許壓力而使泵油蒸氣氧化。為了解決這個問題,一個辦法是用前級泵繼續(xù)抽出主泵中的氣體,但此時主泵內(nèi)排出的氣體量很小,出現(xiàn)前級泵大馬拉小車現(xiàn)象, 浪費能源。為此可采用另一個辦法,停止前級泵工作,關(guān)閉前級管道閥門,在主泵出口處設(shè)置維持泵或儲氣罐,這樣就可以保證即能排出主泵內(nèi)的氣體,又可以節(jié)省能源消耗。儲氣罐不能做得很大,它只能用在以擴散泵為主泵的小型真空機組上。而維持泵可用在配置大型主泵的真空機組中。

貯氣罐

      小型擴散泵高真空抽氣機組通常配置有貯氣罐, 設(shè)置在擴散泵和前級泵之間, 貯存擴散泵排出的氣體, 設(shè)置貯氣罐的原因有:

系統(tǒng)防震的需要

        真空系統(tǒng)工作時,某些工藝過程要求嚴格防震,因此需要在真空室處在工作狀態(tài)中時,前級機械真空泵在一段時間內(nèi)停止工作。在這段時間內(nèi),擴散泵排出的氣體全都貯存在貯氣罐中, 用貯氣罐代替機械泵維持擴散泵的正常工作。

為了縮短工作周期

        有些生產(chǎn)工藝要求在不關(guān)閉擴散泵加熱器的情況下,真空室放進大氣換取元件、裝料。而真空機組的前級泵兼做預(yù)抽泵用。裝料后,用機械泵預(yù)抽真空室,在這段時間內(nèi)利用貯氣罐來維持擴散泵工作(作為前級泵用)。

為防止真空室內(nèi)瞬時大量放氣影響

        擴散泵正常工作真空工藝生產(chǎn)中的某段時間內(nèi)放氣量特別大,但時間短。若按此時的最大排氣量配前級機械泵很不經(jīng)濟,此時可在系統(tǒng)中配置前級貯氣罐,在最大放氣量時貯存一部分氣體,以避免擴散泵的前級壓力超過最大反壓力。

用于穩(wěn)定擴散泵出口壓力

       由于機械真空泵的排氣是脈沖的,雖然頻率不高(一般為7次/s左右),但是也會引起擴散泵出口壓力的波動,設(shè)置貯氣罐可減少這種波動。

超高真空抽氣機組

        超高真空機組工作在10-6～10-10Pa 的超高真空壓力范圍,除了要求真空室的材料出氣率很低、漏氣率很小、能經(jīng)受200～450℃高溫烘烤外,對機組的要求還有:

(1) 主泵的極限真空度要高,至少在10-7～10-8Pa以上;

(2) 在超高真空的工作壓力范圍內(nèi)主泵具有一定的抽速;

(3) 機組的主泵或主泵進氣口以上部分能承受200～450℃的高溫烘烤;

(4) 來自主泵的返流氣體(包括工作液蒸汽及解析的氣體)的分壓力要足夠低;

(5) 對被抽氣體選擇性強的主泵, 要配備足夠大的輔助泵;

(6) 機組主泵進氣口以上的管道、閥門等部件,材料的選擇和密封要特別慎重。一般采用出氣率較低的不銹鋼和采用金屬密封結(jié)構(gòu)和密封材料。