真空系统组成与设计基础ppt课件.ppt

1、真空系统的组成和修订基础，发表者：真空技术一.真空技术概况(杨乃恒)二.真空工程理论基础(张世伟)三.真空系统组成和修订基础(刘坤)四.干式真空泵原理和技术基础(巴德纯)五.真空获得设备原理和技术基础(张以陈)六岬九.真空冶金技术基础(王晓冬) 十、真空设备选型方法与实践(徐成海)、东北学院大学第七期、培训系列、1、真空系统构成2、真空系统构成3、真空系统设定修订、课程内容、1 .一言以蔽之，真空系统是具有特定要求的真空度的排气系统。 例如，电镀设备真空系统； 真空热处理炉的真空系统航空模拟器真空系统真空冶炼炉真空系统真空压力浸渍真空系统等。 马德堡半球实验，Magdeburg-spheres

2、 Experiment，直径119厘米的半球合二为一，用水银真空泵把球内的空气抽到粗真空，每个半球8匹马可以向相反方向拉开。 真空电炉：真空电炉在近几十年发展，在真空条件(稀薄瓦斯气体中)下工作。 利用加热热源，真空电炉由电阻加热炉感应加热炉电子束加热炉、真空电子束焊：定向高速运动的电子束流与工件碰撞，将动能转换为热能使工件熔融，形成焊接的多功能络离子注入设备、金属蒸气真空电弧源注入机、真空吹塑脱碳炉， 非自耗电弧炉、络离子注入：真空中的络离子射向固体的络离子射束从固体材料的表面反射或穿过固体材料而被称为散射，另一方面，当络离子射束照射到固体材料上时，固体材料的电阻速度逐渐降低，最终停留在固体

3、材料中，被称为络离子注入。 注入络离子会引起材料的表面成分、结构和性能的变化，优化材料的表面性能，获得不改变无公害、尺寸和表面光洁度、不剥离、不需要再加工和热处理的新的优良性能特征。 真空热处理：真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的一种新的热处理技术，即在低于1个标准大气压的气氛环境中进行热处理，真空热处理也实际上属于气氛控制热处理。 真空热处理几乎可以实现以往的热处理所涉及的热处理工艺，但热处理质量大幅提高。 无氧化、无脱碳、无污染物产生、变形小、硬度均匀的脱脂脱气，可获得洁净的表面。光学镀复机、幕墙玻璃、通用相机透镜、哈勃太空望远镜、磁控溅射和络离子束联合镀复机，用于观察和分析样品表面

4、和截平面的形态，扫描电子显微镜：利用细聚焦电子束撞击样品表面，电子和样品相互作用得到二次电子、背散射电子扫描电子显微镜、近场光学显微镜、x射线光电子能谱仪、扫描近场光学显微镜多模扫描探针显微镜、空气真空输送设备、带式真空过滤机、差压型真空浇铸机、真空压力浸渍设备、国内首个千瓦级氦原子制冷系统、大型真空热实验设备， 模拟胶囊中的神州船Vacuum Environment Simulation，真空度的提高(极高的真空10-12Pa )和真空容器的大型化(如宇宙航行的微重力试验的真空系统真空室1700m3 )，考虑今后的新的尖端科学技术的发展。、空间环境仿真室、wantofmanufacturin

5、gofsemiconductorindustry、液晶显视器、大规模IC集成电路、半导体工业清洁环境、真空集便器和真空除染机、“象鼻”真空吸尘器、 真空硬地垃圾去污机前段泵主泵高真空管路主阀预真空泵真空管路阀前段管路阀软连接管路，1.2真空系统的组成部分，一个完整的真空系统由以下要素组成： 1排气设备：如各种真空泵2真空阀门3连接配管4真空度检测装置：如真空压力校正、各种男同性恋管5其图3典型的真空系统原理图，一个真空室气阀2真空测量男同性恋管3产水量调整阀4高真空阀5冷说唱乐6油扩散泵7气罐8热电偶校正男同性恋管(扩散泵前压力测定) 9前级阀10真空膜箱继电器11预采样阀12罗茨泵13， 1

6、4机械泵(其中一台可兼作维持泵) 15旁通阀，1真空室2排气阀3电离真空阀3电离真空阀5热偶真空阀6冷说唱乐7扩散泵8前段真空阀9电磁真空阀10机械泵11配管阀，图4典型真空系统原理图，1.3真空系统分类，1.3.1粗低真空系统1.3.2中真空系统1.3高用油封式机械泵等低真空泵对真空室排气，可构成低真空系统。 应用领域很多：真空运输：除煤矿瓦斯、化工、制药、医学、畜牧业等真空造型真空吸盘真空包装、进行真空系统成像、抽空处理的容器、用管道和阀门与真空泵连接的云同步，在容器上设置了真空度检测装置，构成了最简单的真空排气系统。真空集便器和真空去污机，1.3.2中真空系统，该系统的应用相对普遍，许多

7、应用设备均采用该系统。 例如自消耗炉真空系统、感应电炉真空系统、一部分热处理炉的真空系统等。 中真空系统一般由两个以上的泵串联构成。 介绍几个系统： 只用机械泵对真空室进行排气。 系统比较简单，在低真空范围内真空度低于1.3310-1Pa。 油加压泵(主泵)串联机械泵(前级泵)工作压力范围：1.331.3310-1Pa。 优点：抽放能力大，系统简单，振动小，工作稳定可靠，维护方便，成本低。 缺点：的预萃取时间长(与罗茨泵系统相比)，工作中需要贵重的加压泵油。 下图为采用油加压泵(主泵)、串联机械泵(前段泵)的真空感应熔炼炉的真空系统。真空感应熔炼炉、罗茨泵串联机械泵工作压力范围： 1.3313

8、33Pa。 优点：预抽时间短。 缺点：工作中有振动，噪音大的工作中随时增加，罗茨泵性能降低。罗茨泵串联机械泵、罗茨泵串联小型罗茨泵(中间泵)、串联机械泵工作压力范围： 0.1331333Pa。 优点：工作压力范围宽，工作真空度高。以油加压泵和罗茨泵为主泵，2个泵出口串联罗茨泵，再串联机械泵的工作压力范围： 0.1331333Pa。 优点：具有罗茨泵系统和油加压泵系统双重特点。 根水泵尤针织面料，除上述之外，还有油加压泵串联根泵、机械泵串联真空系统、根泵串联水泵真空系统，适用于尘埃多的应用设备。 1.3.3高真空系统，该系统的应用也比较广泛。 其工作压力范围为6.6710-26.6710-5Pa

9、。 例如电镀机、电子冲压炉、部分电阻炉等采用高真空系统。、高真空排气系统的工作流程图、主阀、预排气阀、和一些典型的高真空系统、扩散泵串联机械泵的应用范围：一般用于工作时排气量小的应用设备。 优点：结构简单，工作可靠，成本低。 缺点：系统启动缓慢，预排气时间长。 扩散泵油的蒸汽容易返回真空腔。散流器泵串联转子泵、散流器泵串联油加压泵，再将机械泵串联连接该系统起动慢，由于存在中间油加压泵，所以预抽时间短。 扩散泵串联罗茨泵，再串联机械泵系统的话，起动很慢，但预备抽出时间短(因为中间有罗茨泵)。油增压泵和扩散泵等双定径套主泵，分别串联罗茨泵机械泵和滑阀泵，1.3.4超高真空系统，随着核电源工业和火箭

10、技术的发展，超高真空技术也迅速发展并得到应用。 一些典型的超高真空系统用扩散泵和片式卫生棉条并联连接到主泵上，扩散泵单独串联前段的机械泵时极限真空度可达到1.3310-6Pa。纳金属钍灯超高真空封接炉的系统、扩散泵串联扩散泵(中间泵)，再串联机械泵该系统的特征是得到超高真空，并可稳定工作。 右图是超高真空系统和设备的构造图。 主泵为水银扩散泵，泵的顶部有蒸发制冷挡板和液氮冷说唱乐，中间泵也是水银扩散泵。 中间泵和前段机械泵之间设有油蒸汽说唱乐。 设置各种各样的加热器，烧制真空室和主泵的顶部和捕集器。 主泵是分子泵、串联机械泵，由于机械泵中存在油，因此需要在机械泵入口配管上设置说唱乐冷凝油蒸汽。

11、 分子泵将分子筛吸附泵(前段泵)串联连接，构成无油超高真空系统，该系统比较清洁。以片式卫生棉条或溅射络离子泵为主泵，分子筛吸附泵(称为预真空泵)并联或串联连接，或者用片式卫生棉条连接预真空机械泵，给机械泵的入口配管提供蒸汽说唱乐。 以低温泵为主泵，串联或并联分子筛吸附泵(预真空泵)，构成无油超高真空系统。 同样，也可以将机械泵作为预真空泵，在机械泵入口配管设置油蒸气捕集器。1.4真空系统设定纠正的基本内容、真空系统设定纠正的基本内容： 1、根据被提取容器对真空度的要求，选择合适的真空系统设定纠正方案，进行泵纠正计算2 .确定导管、阀、捕集器、真空测量设备等，进行合理的配置3 .最后制作真空系统

12、的装配示意图和零件图。 1 .真空系统构成2 .真空系统的构成要素3 .真空系统的设定订正、课程内容、2与真空系统要素连接、2.1真空阀门2.2收集器(供水井) 2.3真空继电器2.5可装卸密封连接2.6运动导入和动密封连接2.7导入接口， 2.1真空阀门2.1.1真空阀门的分类和形式2.1.2真空阀门的工作模式2.1.3阀门密封结构和密封力的修正计算，2.1.1真空阀门的分类和形式，真空阀门：真空系统规定了改变气流方向，调节气产水量的大小，截断或连接管道的真空阀门形式制作方法国家专用标准。 调节真空阀门在真空系统中的作用、开关气路控制气流的大小、真空度来定量地填充空气，表1真空阀门的分类、真

13、空阀门的形式如下的步骤和内容所确定的基本形式辅助形式的各符号所采用的字母和代表性的意义如表13-2所示。表2真空阀的形式、2.1.2真空阀的动作模式、1隔膜阀2真空阀3真空弹指球阀4板阀5说唱乐阀、6翻转阀7电磁阀8针型阀9超高真空阀10无油玻璃真空阀、1隔膜阀这类阀采用丁晴橡胶隔膜、前段和备用配管上以及温度- - 采用氟化橡胶分离器，可用于高真空系统，使用温度范围为-30150。 隔膜式真空阀是用阀杆将弹性体薄膜按压在阀座上，切断空气路径。2真空球型阀，图4显示了真空球型阀的结构。 该阀的密封机构由两个环状弹性体按压在一个金属球表面上而构成。 在金属球上有很大的穿孔，通过转动驾驶盘转动金属球

14、改变穿孔的方向，可以开闭气体通路。 金属球杆和阀体之间的密封用o形圈密封。 3真空蝶形阀、蝶形阀的构造如图5所示比较简单。 在阀板的边缘嵌有o形圈，阀板用螺栓固定在传动轴的阀杆上，阀杆使阀板转动，阀板的密封圈与阀体紧密接触时实现阀的封闭，封闭位置，从阀板转动90度时，阀完全打开，这种阀的主要优点是体积小4板阀，图6和图7是板阀的两种结构模式。 弹性体的密封圈嵌装在阀体上。 转动驾驶盘就能开关阀门。 图6的板阀关闭时，用挡块的斜面按压阀盖，进一步按压密封圈。 图7的板阀是由网络链接大板块压板形成的阀通讯端口密封件。 手动、电动、空气、5瓣阀，图8是瓣阀的结构。 该阀通过阀盖的开闭和下压实现管路的

15、开闭。 6反转阀，图9、10、11是3种不同结构的真空反转阀。 所有的这些个都是以压缩空气为动力源的。 阀开闭中，阀大板块的运动有反转过程，可以反转角度。 在图9的结构中，阀盖的反转可由四节网络链接机构实现，阀盖可90反转。 在图10的结构中，用支重轮将阀盖翻过来，但在该结构的阀中，阀盖不能翻过来90。 图11的反转阀是蚌线机构。 这种阀门结构简单，总高度低，阀门大板块能翻转90是我国1971年首次。 在翻转板阀中，阀大板块翻转90后，传导变大。 7电磁阀、真空阀的驱动方式为磁场力驱动的就是电磁阀。 电磁真空阀的密封机构与挡板阀相同。 通常，电磁阀的阀盖用弹簧堵住管路通路，需要打开时，如果电磁

16、线圈中流过电流，就用磁场力吸引电枢，驱动阀盖打开阀。 有些电磁真空阀被修改为可以打气。 被称为电磁真空充气阀，是专用安装在油封式机械泵入口管路上的专用阀。 阀门与泵连接在同一电源上，泵的启动和停止直接控制阀门的开闭。 当泵停止或突然地电源切断时，阀门会自动关闭真空管路，使大气通过泵的吸气口注入泵室，防止泵油的逆流污染真空系统。 8针型阀，针型阀为微调阀，其阀栓为针状，主要用于调节瓦斯气体产水量。 微调阀要求阀通讯端口的开阀逐渐变大，从闭阀到开阀可连续微调。 这个功能可以用针阀插头来实现。 针阀插头是淬火的钢制的长针，作为长针材料也采用了金，阀座是由锡、铜等软质材料制成。 针与阀座之间的密封是通过其锥面的紧贴实现的。 卷轴的锥角有150和6锥角两种，锥表面经过精密研磨。 图中的阀杆和阀座之间的密封是通过伸缩软管实现的。 9超高真空阀，通常的高低真空阀，瓦斯气体垫圈的材料是橡胶，经不住高温烧制。 不能用于超高真空机器。 可用于超高真空设备的超高真空阀满足： (1)，耐高温(400450 )的多次烘烤(2)排气量小，气密性好(3)重现性好(4)电导大。 图14是超高真空阀的一种。 其主要零配件为无氧铜阀盖、不锈钢阀体和传动导向机构。 阀座的刀口风格是垂直角，隔音板起到保证瓣的重复性的作用，刀口每次向阀盖推出的刀口重叠。 2.2托说唱乐(托说唱乐)、托说唱乐也称