真空泵參數(shù)及選型

真空泵的作用就是從真空室中抽除氣體分子，降低真空室內(nèi)的氣體壓力，使之達(dá)到要求的真空度。概括地講從大氣到極高真空有一個很大的范圍，至今為止還沒有一 種真空系統(tǒng)能覆蓋這個范圍。因此，為達(dá)到不同產(chǎn)品的工藝指標(biāo)、工作效率和設(shè)備工作壽命要求、不同的真空區(qū)段需要選擇不同的真空系統(tǒng)配置。為達(dá)到理想配置， 選擇真空系統(tǒng)時，應(yīng)考慮下述各點：

確定工作真空范圍: ----首先必須檢查確定每一種工藝要求的真空度。因為每一種工藝都有其適應(yīng)的真空度范圍，必須認(rèn)真研究確定之。
確定極限真空度
----在確定了工藝要求的真空度的基礎(chǔ)上檢查真空泵系統(tǒng)的極限真空度，因為系統(tǒng)的極限真空度決定了系統(tǒng)的理想工作真空度。一般來講，系統(tǒng)的極限真空度比系統(tǒng)的工作真空度低20%，比前級泵的極限真空度低50%。
被抽氣體種類與抽氣量
     檢查確定工藝要求的抽氣種類與抽氣量。因為如果被抽氣體種類與泵內(nèi)液體發(fā)生反應(yīng)，泵系統(tǒng)將被污染。同時必須考慮確定合適的排氣時間與抽氣過程中產(chǎn)生的氣體量。
真空容積
     檢查確定達(dá)到要求的真空度所需要的時間、真空管道的流阻與泄漏。
考慮達(dá)到要求真空度后在一定工藝要求條件下維持真空需要的抽氣速率。

主真空泵的選擇計算
S=2.303V/tLog(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間(s)
P1為初始真空度(Torr)
P2為要求真空度(Torr)
例如：
V=500L
t=30s
P1=760Torr
P2=50Torr
則: S=2.303V/t Log(P1/P2)
       =2.303x500/30xLog(760/50)
       =35.4L/s
      當(dāng)然上式只是理論計算結(jié)果，還有若干變量因素未考慮進去，如管道流阻、泄漏、過濾器的流阻、被抽氣體溫度等。實際上還應(yīng)當(dāng)將安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
目前工業(yè)中應(yīng)用最多的是水環(huán)式真空泵和旋片式真空泵等

一般的要求是：
1、真空度、真空容積、主要介質(zhì)、溫度、主要容積類設(shè)備。
2、真空流入介質(zhì)及流量、壓力、溫度、規(guī)律。
3、抽氣量、抽出氣體介質(zhì)、溫度。
4、真空設(shè)備的占地面積、自動化程度、真空管道規(guī)格

選用真空泵時需要注意事項：
1、真空泵的工作壓強應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強要求。如：真空鍍膜要求1×10-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個到一個數(shù)量級。
2、正確地選擇真空泵的工作點。每種泵都有一定的工作壓強范圍，如：擴散泵為10-3~10-7mmHg，在這樣寬壓強范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強而變化，其穩(wěn)定的工作壓強范圍為5×10-4~5×10-6mmHg。因而，泵的工作點應(yīng)該選在這個范圍之內(nèi)，而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作壓強應(yīng)小于1×10-5mmHg為好。
3、真空泵在其工作壓強下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。
4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時選用一種泵不能滿足抽氣要求，需要幾種泵組合起來，互相補充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵，（或二極型非對稱陰極濺射離子泵）對氬有一定的抽速，兩者組合起來，便會使真空裝置得到較好的真空度。另外，有的真空泵不能在大氣壓下工作，需要預(yù)真空；有的真空泵出口壓強低于大氣壓，需要前級泵，故都需要把泵組合起來使用。
5、真空設(shè)備對油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時，應(yīng)該選各種無油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、擋油阱等，也能達(dá)到清潔真空要求。
6、了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。選擇真空泵時，需要知道氣體成分，針對被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵的進氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器、除塵器等。
7、真空泵排出來的油蒸氣對環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。
8、真空泵工作時產(chǎn)生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應(yīng)選擇無振動的泵或者采取防振動措施。
9、真空泵的價格、運轉(zhuǎn)及維修費用。

這個化工手冊有公式的，可以去查下！S=QRT/(P*M)
S是抽氣率  Q是系統(tǒng)漏氣量，放氣量。T是溫度，P系統(tǒng)壓力 M是系統(tǒng)氣體分子量！

真空計算常用公式
1、玻義爾定律
        體積V，壓強P，P?V＝常數(shù)（一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變時，氣體的壓強與氣體的體積成反比。
即P1/P2＝V2/V1）
2、蓋?呂薩克定律
     當(dāng)壓強P不變時，一定質(zhì)量的氣體，其體積V與絕對溫度T成正比：（V1/V2＝T1/T2＝常數(shù)）
        當(dāng)壓強不變時，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或P降低)1℃，則它的體積比原來增加(或縮小)1/273。
3、查理定律
           當(dāng)氣體的體積V保持不變，一定質(zhì)量的氣體，壓強P與其他絕對溫度T成正比，即：P1/P2＝T1/T2
              在一定的體積下，一定質(zhì)量的氣體，溫度每升高(或降低)1℃，它的壓強比原來增加(或減少)1/273。
4、平均**程：
     λ＝(5×10-3)/P (cm)
5、抽速：
      S＝dv/dt (升/秒)或 S＝Q/P
       Q＝流量(托?升/秒) P＝壓強(托) V＝體積(升) t＝時間(秒)
6、通導(dǎo)： C＝Q/(P2-P1) (升/秒)
7、真空抽氣時間：
        對于從大氣壓到1托抽氣時間計算式： t＝8V/S (經(jīng)驗公式)
     （V為體積，S為抽氣速率，通常t在5~10分鐘內(nèi)選擇。）
8、維持泵選擇：
       S維＝S前/10
9、擴散泵抽速估算：
      S＝3D2 (D＝直徑cm）
10、羅茨泵的前級抽速：
     S＝(0.1~0.2)S羅 (l/s)
11、漏率：
       Q漏＝V(P2-P1)/(t2-t1)
            Q漏－系統(tǒng)漏率(mmHg?l/s)             V－系統(tǒng)容積(l)
           P1－真空泵停止時系統(tǒng)中壓強(mmHg)
          P2－真空室經(jīng)過時間t后達(dá)到的壓強(mmHg)
           t－壓強從P1升到P2經(jīng)過的時間(s)
12、粗抽泵的抽速選擇：
       S＝Q1/P預(yù) (l/s)
      S=2.3V?lg(Pa/P預(yù))/t
           S－機械泵有效抽速            Q1－真空系統(tǒng)漏氣率(托?升/秒)
            P預(yù)－需要達(dá)到的預(yù)真空度(托)     V－真空系統(tǒng)容積(升)
         t－達(dá)到P預(yù)時所需要的時間        Pa－大氣壓值(托）
13、前級泵抽速選擇：
           排氣口壓力低于一個大氣壓的傳輸泵如擴散泵、油增壓泵、羅茨泵、渦輪分子泵等，它們工作時需要前級泵來維持其前級壓力低于臨界值，選用的前級泵必須能將主泵的最大氣體量排走，根據(jù)管路中，各截面流量恒等的原則有：
  PnSg≥PgS 或 Sg≥Pgs/Pn
    Sg－前級泵的有效抽速(l/s)  Pn－主泵臨界前級壓強(最大排氣壓強)(l/s)
  Pg－真空室高工作壓強(托)   S－主泵工作時在Pg時的有效抽速。(l/s)
14、擴散泵抽速計算公式：
      S＝Q/P＝(K?n)/(P?t)(升/秒)
式中：S－被試泵的抽氣速率(l/s)     n－滴管內(nèi)油柱上升格數(shù)(格)
t－油柱上升n格所需要的時間(秒)   P－在泵口附近測得的壓強(托)
K－滴管系數(shù)(托?升/秒)    K＝V0?(L/n)?(Υ0/Υm)+Pa△Vt
               其中V0－滴管和真空膠管的原始容積(升)    L－滴管刻度部分的長度(mm)
           n－滴管刻度部分的格數(shù)(格)            Υ0－油的比重(克/厘米3)
         Υm－汞的比重(克/厘米3)           Pa－當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?/span>(托)
          △Vt－滴管的刻度上的一格的對應(yīng)的容積(升/格)
15、旋片真空泵的幾何抽速計算公式：
     S＝πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s)
       式中：Z為旋片數(shù)，n為轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)，L為泵腔長度，D為泵腔直徑，d為轉(zhuǎn)子直徑(cm)，Kv為容積利用系數(shù)(一般取95％)。
16、O型橡膠槽深B＝0.7D
           D為橡膠直徑，槽寬C＝1.6B
17、方形橡膠槽深B＝0.8A
          A為方形橡膠邊長，槽寬C＝1.67B                                      
選用真空泵時，需要注意下列事項：
    1、真空泵的工作壓強應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強要求。如：真空鍍膜要求1×10-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個到一個數(shù)量級。
    2、正確地選擇真空泵的工作點。每種泵都有一定的工作壓強范圍，如：擴散泵為10-3~10-7mmHg，在這樣寬壓強范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強而變化，其穩(wěn)定的工作壓強范圍為5×10-4~5×10-6mmHg。因而，泵的工作點應(yīng)該選在這個范圍之內(nèi)，而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作壓強應(yīng)小于1×10-5mmHg為好。
    3、真空泵在其工作壓強下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。
    4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時選用一種泵不能滿足抽氣要求，需要幾種泵組合起來，互相補充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵，（或二極型非對稱陰極濺射離子泵）對氬有一定的抽速，兩者組合起來，便會使真空裝置得到較好的真空度。另外，有的真空泵不能在大氣壓下工作，需要預(yù)真空；有的真空泵出口壓強低于大氣壓，需要前級泵，故都需要把泵組合起來使用。
    5、真空設(shè)備對油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時，應(yīng)該選各種無油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、擋油阱等，也能達(dá)到清潔真空要求。
    6、了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。選擇真空泵時，需要知道氣體成分，針對被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵的進氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器、除塵器等。
    7、真空泵排出來的油蒸氣對環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。
    8、真空泵工作時產(chǎn)生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應(yīng)選擇無振動的泵或者采取防振動措施。
    9、真空泵的價格、運轉(zhuǎn)及維修費用。
水環(huán)式真空泵的選擇
一、泵類型的確定
泵的類型主要由工作所需的氣量、真空度或排氣壓力而定。
　　泵工作時，需要注意以下兩個方面：

盡可能要求在郵箱區(qū)內(nèi)，也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運行。

應(yīng)避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運行。在此區(qū)域內(nèi)運行，不僅效率極低，而且工作很不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動和噪音。對于真空度較高的真空泵而言，在此區(qū)域之內(nèi)運行，往往還會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪音和振動。汽蝕會導(dǎo)致泵體、葉輪等零件的損壞，以致泵無法工作。
　　根據(jù)以上原則，當(dāng)泵所需的真空度或氣體壓力不高時，可優(yōu)先在單級泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高，單級泵往往不能滿足，或者，要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量，即要求性能曲線在較高真空度時較平坦，可選用兩級泵。如果真空度要求在－710mmHg以上，可選用水環(huán)－大氣泵或水環(huán)－羅茨真空機組作為抽真空裝置。
　　如果只作真空泵用，則選用單作用泵比較好。因為單作用泵的構(gòu)造簡單，容易制造和維護，且在高真空情況下抗汽蝕性好。
如果僅作較大氣量的壓縮機使用，則選用雙作用的泵比較合適。因為雙作用泵的氣量大，體積小，重量輕，徑向力能得到自動平衡，軸不容易產(chǎn)生疲勞斷裂，泵的使用壽命較長。
二、根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量選擇真空泵
　　初步選定了泵的類型之后，對于真空泵，還要根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量來選用泵的型號。
關(guān)于真空泵的抽速選擇及抽氣時間計算可參照我公司網(wǎng)頁面對各種型式的水環(huán)式真空泵及壓縮機，我們特將其各自特點收集如下，以利于用戶選型
代號        主要特點        極限真空度
mmHg        工作真空度
mmHg        抽速范圍
m3/min        密封形式
sk         國內(nèi)設(shè)計單級水環(huán)真空泵，結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。目前國內(nèi)主流的低真空水環(huán)式真空泵。        -700        -300~-650        0.15~120         盤根、
機械密封
2sk        國內(nèi)設(shè)計雙級水環(huán)真空泵，相當(dāng)于兩臺SK水環(huán)泵串聯(lián)使用，比較單級水環(huán)泵具有真空度高及高真空下抽速較大的特點。目前國內(nèi)主流水環(huán)式真空泵。        -735        -300~-700        1.5~30        盤根、機械密封
2BV        采用西門子先進技術(shù)，機泵同軸，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，真空度高，性能穩(wěn)定，將逐漸替代SK、2SK系列0.4~6m3/min抽速的水環(huán)真空泵。        -735        -300~-700        0.45~8.33        機械密封
2BE1        采用西門子先進技術(shù)，效率高，真空度高，性能穩(wěn)定，將逐漸替代SK、2SK系列6~120m3/min抽速的水環(huán)真空泵。        -735 -640        -300~-700 -300~-600        5~400        盤根、機械密封
SZ        50年代蘇聯(lián)技術(shù)，效率低，能耗大，80年代初已被淘汰，主要應(yīng)用于老用戶。        -640~-700        -300~-650        1.5~27        盤根
SZB        50年代蘇聯(lián)技術(shù)，效率低，能耗大，80年代初已被淘汰，主要應(yīng)用于水泵引水，目前已被SK系列水環(huán)泵替代。        -600        -300~-550        0.33~0.66        盤根
2SY        主要應(yīng)用于水環(huán)壓縮機，最大排氣壓強為0.6MPa        -        -        6~30        機械密封
2YK        結(jié)構(gòu)基本與2SK系列相同，可以用被抽介質(zhì)作為工作液，極限真空度隨被抽介質(zhì)的飽合蒸氣壓而改變。表中極限真空度為工作介質(zhì)為變壓器油時的極限真空度。        -755        -300~-720        1.5~30        機械密封

選用真空泵時，需要注意下列事項：

    1、真空泵的工作壓強應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強要求。如：真空鍍膜要求110-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要510-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個到一個數(shù)量級。

     2、正確地選擇真空泵的工作點。每種泵都有一定的工作壓強范圍，如：擴散泵為10-3~10-7mmHg，在這樣寬壓強范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強而變化，其穩(wěn)定的工作壓強范圍為510-4~510-6mmHg。因而，泵的工作點應(yīng)該選在這個范圍之內(nèi)，而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作壓強應(yīng)小于110-5mmHg為好。

     3、真空泵在其工作壓強下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。

     4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時選用一種泵不能滿足抽氣要求，需要幾種泵組合起來，互相補充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵，（或二極型非對稱陰極濺射離子泵）對氬有一定的抽速，兩者組合起來，便會使真空裝置得到較好的真空度。另外，有的真空泵不能在大氣壓下工作，需要預(yù)真空；有的真空泵出口壓強低于大氣壓，需要前級泵，故都需要把泵組合起來使用。

     5、真空設(shè)備對油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時，應(yīng)該選各種無油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、擋油阱等，也能達(dá)到清潔真空要求。

     6、了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。選擇真空泵時，需要知道氣體成分，針對被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應(yīng)該考慮在泵的進氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器、除塵器等。

     7、真空泵排出來的油蒸氣對環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。

     8、真空泵工作時產(chǎn)生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應(yīng)選擇無振動的泵或者采取防振動措施。

     9、真空泵的價格、運轉(zhuǎn)及維修費用。  

水環(huán)式真空泵的選擇 

一、泵類型的確定

　　泵的類型主要由工作所需的氣量、真空度或排氣壓力而定。

 　　泵工作時，需要注意以下兩個方面： 盡可能要求在郵箱區(qū)內(nèi)，也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運行。 應(yīng)避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運行。在此區(qū)域內(nèi)運行，不僅效率極低，而且工作很不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動和噪音。對于真空度較高的真空泵而言，在此區(qū)域之內(nèi)運行，往往還會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪音和振動。汽蝕會導(dǎo)致泵體、葉輪等零件的損壞，以致泵無法工作。

　　根據(jù)以上原則，當(dāng)泵所需的真空度或氣體壓力不高時，可優(yōu)先在單級泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高，單級泵往往不能滿足，或者，要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量，即要求性能曲線在較高真空度時較平坦，可選用兩級泵。如果真空度要求在－710mmHg以上，可選用水環(huán)－大氣泵或水環(huán)－羅茨真空機組作為抽真空裝置。  

二、根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量選擇真空泵 

　　初步選定了泵的類型之后，對于真空泵，還要根據(jù)系統(tǒng)所需的氣量來選用泵的型號。關(guān)于真空泵的抽速選擇及抽氣時間計算可參照我公司網(wǎng)頁　真空計算公式。

 　　面對各種型式的水環(huán)式真空泵及壓縮機，我們特將其各自特點收集如下，以利于用戶選型

真空泵一覽表

  （1） 真空表上 “0”表示正一個大氣壓, “-0.1”表示絕對真空。真空表上的指示值不表示真空度的絕對值，只表示了真空度的相對值。

  真空度的換算； 根據(jù)本表的刻度示值范圍，真空度的絕對值與相對值可用下式換算：

  P=1×10⁵（1-δ/0.1） P - 真空度的絕對值（Pa）
   δ- 真空表的刻度示值絕對值

  例一：表的示值為O，則P=1×10⁵（1-O/0.1）=1×10⁵ Pa = 1個大氣壓

  例二：表的示值為0.1，則P=1×10⁵（1-0.1/0.1）= 0 Pa為絕對真空。
      (絕對真空是不存在的)

  例三：表的示值為0.08，則P=1×10⁵（1-0.08/0.1）= 2×10⁴ Pa
本產(chǎn)品的真空度指標(biāo)值為＜267Pa，表示本產(chǎn)品在267Pa（表面示值約為0.0997，接近于-0.1）時的低真空度狀態(tài)下仍能保持正常工作。產(chǎn)品的真空度主要取決于配套真空泵的性能。

   真空度計量單位換算如下：
   0.1Mpa =1×10⁵ Pa = 760mmHg = 1個大氣壓
   1乇 = 1mmHg = 133.33Pa
   2乇 = 0.00026666Mpa ≈267Pa

  （2） 真空表讀數(shù)可以用直觀的數(shù)字來顯示。但價格比較昂貴，一般適用于科研單位。用戶如有需求，本公司可以訂貨供應(yīng)。