真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的主泵的選擇
在真空系統(tǒng)中,主泵決定了被抽容器的極限真空度和工作真空度,而前級(jí)泵則在主泵出口處造成始終低于主泵的臨界前級(jí)壓力的真空度,保證主泵能正常工作。
選主泵要考慮兩個(gè)方面,一是選擇主泵的類型,二是確定主泵抽速的大小。
(1)真空系統(tǒng)主泵類型的確定
確定主泵類型的依據(jù)是:
①根據(jù)被抽容器所要求達(dá)到的極限真空度和工作真空度。一般選取主泵的極限真空度稍高于被抽容器所要求的極限真空度(如高半個(gè)數(shù)量級(jí))。每一種泵都有其最佳工作壓強(qiáng)范圍,應(yīng)保證將被抽容器的工作真空度選在主泵的最佳抽速壓強(qiáng)范圍內(nèi)。
②根據(jù)被抽氣體的種類,每種氣體所占的比例以及氣體中所夾雜的灰塵情況。為此,應(yīng)當(dāng)對(duì)各種真空泵的性能及使用特點(diǎn)進(jìn)行了解。例如:油封式機(jī)械真空泵能夠直接向大氣中排氣,即可以單獨(dú)抽空,又可以作為某些泵的前級(jí)泵。在無(wú)氣鎮(zhèn)裝置的情況下,該泵只適用于抽除干燥氣體、當(dāng)帶有氣鎮(zhèn)裝置時(shí),也可以抽除含有少量水蒸氣的氣體,不適合抽除有爆炸性的氣體,對(duì)金屬有腐蝕性的氣體,以及含有顆粒灰塵的氣體。再如油增壓泵和油擴(kuò)散泵,它們都屬于油蒸汽流泵。這兩種泵對(duì)摩爾質(zhì)量較小的氣體(如氫氣)抽氣能力大,被抽氣體中含有少量灰塵和水蒸汽也影響不大。但它們不能將氣體直接排到大氣中去,必須有前級(jí)泵,而且工作前必須有一個(gè)預(yù)真空環(huán)境。這兩種泵作為主泵的系統(tǒng),都會(huì)有一定數(shù)量的泵油蒸氣返流到被抽容器中。
③根據(jù)初次投資和日常運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用
當(dāng)兩種類型以上的泵都適合選用時(shí),則要根據(jù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)確定主泵。在比較經(jīng)濟(jì)指標(biāo)時(shí),要從整套真空系統(tǒng)來(lái)考慮。如圖12是油擴(kuò)散泵、油增壓泵、羅茨泵系統(tǒng)單位抽氣速率(L/s)的價(jià)格與入口壓強(qiáng)間的關(guān)系曲線。圖13是單位抽氣速率(L/s)的輸入功率與入口壓強(qiáng)的關(guān)系曲線。由兩個(gè)圖中的曲線可見(jiàn),在1.33×10-1~13.3Pa的壓強(qiáng)范圍內(nèi),以油增壓泵為主泵的真空系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì),所需要的功率小。在壓強(qiáng)低于1.33×104Pa的范圍內(nèi),油擴(kuò)散泵抽氣系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)。在壓強(qiáng)高于13.3Pa的范圍內(nèi),羅茨泵抽氣系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)。所以在選泵過(guò)程中應(yīng)立足于即適用又經(jīng)濟(jì)。
圖12:油擴(kuò)散泵、油增壓泵、羅茨泵系統(tǒng)單位抽氣速率(L/s)的價(jià)格與入口壓強(qiáng)間的關(guān)系曲線