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設計真空系統-真空泵

作者:進口閥門 日期:2020-08-20 點擊:250

真空系統是指由真空泵、真空計及各種零件通過管道以適當的方式聯接,組合成能達到一定真空度要求的裝置。真空系統的基本要求是都有哪些?

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1在被抽器件或工作室內獲得所需的極限真空和工作真空度。

極限真空度是指器件在無漏放氣時所達到的真空度,工作真空度是指在器件進行真空處理時所能維持的真空度。真空處理時往往要放出大量氣體,這時的工作真空度將顯著地低于極限真空度。極限真空度和工作真空度各有其重要性,它們從不同側面對器件質量產生影響。例如在用氧化物陰極器件的排氣真空系統中,電10-2極除氣和陰極分解會大量出氣,如果工作真空度差,則可能出現電極被氧化及陰極激活欠佳的結果。但器件最后封離時已基本上無漏放氣,器件內的真空度就取決于排氣真空系統的極限真空度。

2為獲得某一工作真空度所需的時間

這時間決定于真空系統抽速的大小。提高抽速可縮短這一時間。大的工作室顯然需要大的抽速。有時工作室雖然不大,但由于漏放氣嚴重,則真空系統也需要大的抽速,否則大量的漏放氣將大大降低真空度,使系統無法工作。

3在被抽器件或工作室內有合適的殘氣成分

實踐證明,單純提高和保證極限真空度及工作真空度是不夠的,還應對殘余氣體成分有一定的要求。例如真空攝像器件,為了保持在一年壽命期內靈敏度的降低不大于巧,要求器件內的殘余氣體的含氧量應不高于10-2Pa 耐高壓的真空開關管內,應不含有碳氫化合物分子等等。真空系統的殘氣成分,如系統中無其它氣源,則主要取決于泵的特性。

4真空系統還必須結構簡單、性能可靠、操作維護方便、價格便宜等

要滿足這些要求,必須從泵的選擇、管道尺寸的確定及布置、裝配工藝等多方面綜合考慮。上述這些基本要求經常是相互聯系的。例如,由于真空系統總不免存在有微漏現象,故采用抽速大的泵比抽速小的泵能獲得較好的工作真空度,但大的泵價格貴,耗水、耗電多,故有合理選擇的問題。儀器和小型的真空系統宜選用微型真空泵,成本低、效率高、噪音小,有的用戶選用流量較大的工業真空泵是不合適的。

5自動化要求

隨著計算機技術的發展,用戶對真空系統的自動化要求也不斷提升。對于真空系統,自動控制主要是對真空泵流量和真空度的調節。真空度常常通過調節真空泵流量、安裝節流閥、泄壓閥來控制。用節流的辦法能量損失大、產生額外噪音,最好是直接調節真空泵的轉速。工業真空泵調速的方法有多種,主要分為兩類:第一類是電機轉速不變,通過附加裝置改變真空泵的轉速,如變速箱調速,第二類是直接改變電機的轉速,如可控硅串級調速、變頻調速等。目前工業真空泵常用的方法是變頻調速,節能效果好,可實現無級調速,調速比大,調速精確,速度平穩。

對于適用于小型真空系統的微型真空泵,過去主要采用降壓調速,降壓運行附帶的好處是有利于延長泵和電機壽命。如果泵的負載較大時,降壓后容易造成電機無法啟動,使電機溫度上升,產生安全隱患。目前最先進的國產“氣?!闭{速微型真空泵配置了進口無直流電機,自帶PWM(脈寬調制)線,能方便可靠地調節流量,能輸出電機轉速反饋信號(FG),能實時監控電機工況,更便于自動控制。還具有完善的自我保護功能,在泵卡死、過熱等意外情況下能自動停機。調速微型真空泵是小型真空系統自動化的理想之選。

總的說來,對于氣密性較好的真空系統,如果沒有經常性的放氣,內部也沒有蒸氣源,則可采用較小的、極限真空度較好的泵。但是,如果系統的漏放氣較多,則必須用提高抽速的辦法來保證其工作真空度,這時應采用較大抽速的泵,并盡可能增大管道流導,即選用短而粗的管道。

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