真空机组是将真空泵与相应的真空元件按其性能要求组合起来构成的抽气装置。其特点是结构紧凑,安装使用方便。
真空抽气机组可分为低真空抽气机组、中真空抽气机组、高真空抽气机组、超高真空抽气机组、无油真空抽气机组等。真空机组的名称以主泵命名。
低真空抽气机组
低真空抽气机组的主要特点是工作压力高、排气量大,但抽速比高真空抽气机组低,多用于真空室的粗抽以及放气量很大、工作压力高的真空输送、真空浸渍、真空过滤、真空干燥、真空脱气(钢水处理)等装置中。
低真空抽气机组的主泵常用往复式真空泵、油封式机械泵、干式机械泵、水喷射泵、水蒸气喷射泵、水环泵、分子筛吸附泵、湿式罗茨泵等直排大气真空泵,使用低真空抽气机组,还需要根据被抽气的清洁程度、湿度或其他特殊要求,配置必要的除尘器、水气分离器、油水分离器、干燥阱等部件。
油封机械泵机组抽除可凝性气体的措施
油封机械泵不适于抽除含有大量水蒸气的气体。水蒸气在压缩过程中会凝结成水滴,并与泵油混合形成悬浮液,破坏泵的抽气性能使泵的真空度下降。一般采取的措施有:使用带有气镇装置的油封机械泵,并将泵的工作温度控制在75~90℃之间,以减少气镇阀负担在机组中安装水汽分离器或油水分离装置,处理混有水的机械泵油,处理过的油再进入泵中使用;用各种干燥吸附剂做成捕集阱吸收水蒸气;使用各种冷凝器或冷阱,不仅能有效地吸附水蒸气,同时还可以阻挡机械泵向真空室的返流。
中真空抽气机组
中真空抽气机组常用的主泵有油增压泵、罗茨泵(机械增压泵)等,适用于需要大抽速和获得中真空的各种真空系统中,可广泛用于镀膜机、真空冶炼、真空热处理、化工、医药、电工、焊接等行业。
高真空抽气机组
高真空抽气机组工作在分子流状态下,与低真空抽气机组相比,其特点是工作压力较低(10-1~10-5Pa)、排气量小、抽速大。机组的主泵通常为扩散泵、扩散增压泵、分子泵、钛升华泵、低温冷凝泵善低入等。这些泵不能直接对大气工作,因此需要配置粗抽泵和前级泵。有些高真空抽气机组的扩散泵还配有前级维持泵或贮气罐,以防止气体压力波动,改善机组的抽气性能。
超高真空抽气机组
超高真空抽气机组工作在10-5~10-10Pa的超高真空压力范围内,除了要求真空室的材料出气率很低、漏气率很小、能经受200~450℃高温烘烤外,对机组的要求还有:
(1)主泵的极限真空度高,至少在10-7~10-8Pa以上。
(2)在超高真空的工作压力范围内主泵应具有一定的抽速。
(3)机组的主泵或主泵进气口以上部分能承受200~450℃的高温烘烤。
(4)来自主泵的返流气体(包括工作液蒸气及解析的气体)的分压力足够低。
(5)对被抽气体选择性强的主泵,要配备足够大的辅助泵。
(6)机组主泵进气口以上的管道、阀门等部件,对材料的选择和密封要特别慎重。一般采用出气率较低的不锈钢和金属密封材料,以耐高温烘烤。
典型真空系统
真空系统按其工作压力分类,可分为:(1)粗真空系统(工作压力大于1330Pa);(2)低真空系统(工作压力在1330~0.13Pa);(3)高真空系统(工作压力在0.13~1.3×10-5Pa);(4)超高真空系统(工作压力在1.3×10-5~1.3×10-10Pa);(5)极高真空系统(工作压力低于1.3×10-10Pa)
按真空系统所要求的清洁程度分,有:(1)有油真空系统(真空室有油蒸气污染);(2)无油真空系统(真空室无油蒸气污染)。