真空系统是真空泵、真空计以及各种部件经由配管适当连接,以达到一定的真空度的装置。 真空系统的基本要求是什么?
1.在被吸引设备或工作室内得到必要的极限真空和工作真空度
极限真空度是指设备没有泄漏时到达的真空度,动作真空度是指设备进行真空处理时能够维持的真空度。
真空处理时多释放大量的气体,此时的工作真空度显着低于极限真空度。 极限真空度和工作真空度分别重要,从不同的方面影响器件的质量。
例如,在使用氧化物阴极器件的排气真空系统中,大量排气电10-2极脱气和阴极分解,如果工作的真空度差,则有可能导致电极被氧化,阴极不被活性化的结果。
但是,当器件最后被密封时,几乎没有气体泄漏,器件内的真空度取决于排气真空系统的极限真空度。
2.为了得到某工作的真空度所需要的时间
这个时间由真空系统的吸引速度的大小决定。 加快速度就可以缩短这个时间。 大工作室显然需要很大的速度。
工作室可能不大,但是泄漏气体很严重,真空系统也需要很大的吸引速度。 否则,大量的泄漏气体会大大降低真空度,系统将无法工作。
3.提取的设备和工作室内有适当的残留气体成分
实践证明,单纯提高极限真空度和工作真空度是不够的,残留气体成分也有一定的要求。
例如,为了在一年的寿命中抑制灵敏度的降低,真空摄像装置要求在能够承受装置内的残留气体的氧量为10-2Pa以下的高压的真空开关管内不包含烃分子等。
真空系统的残气成分,如果系统没有其他气体源,主要取决于泵的特性。
4.真空系统需要结构简单、性能可靠、操作维护容易、价格便宜等
要满足这些要求,必须从泵的选择、管道尺寸的确定和配置、装配工艺等多方面进行综合考虑。 这些基本要求总是相互关联的。
例如,真空系统总是有微小的泄漏现象,所以采用吸引速度大的泵的话,比吸引速度小的泵能得到更好的工作真空度,但大的泵价格高,水和消耗电力多,所以存在合理选择的问题。
机器和小型真空系统应该选择小型真空泵,成本低,效率高,噪音小。 有些用户选择流量大的工业真空泵是不合适的。
5.自动化要求
随着计算机技术的发展,用户对真空系统的自动化要求也在提高。 在真空系统中,自动控制主要是真空泵流量和真空度的调节。
真空度多通过调节真空泵流量,安装节流阀、安全阀来控制。 由于节流导致能量损失大,会产生多馀的噪音,所以最好直接调节真空泵的转速。
工业真空泵的调速方法有多种,主要分为两种。
第一种是电机的转速不变,用附加装置改变真空泵的转速,例如变速器调速,第二种是直接改变电机的转速,例如晶闸管串联调速、变频调速等。
目前工业真空泵常用的方法是变频调速,节能效果好,能实现无级调速,调速比大,调速准确,速度稳定。
适用于小型真空泵系统的微真空泵,以往主要采用降压调速,但降压运行的优点有利于延长泵和马达的寿命。
如果泵的负荷大,降压后马达无法启动,马达温度上升,容易发生安全问题。 目前,最先进的国产“气海”调速微真空泵配置了进口无直流电机,具有PWM
(脉冲宽度调制)线,可以简单可靠地调节流量,输出电机转速反馈信号(FG
),可以实时监控电机情况,实现自动控制具有完全的自我保护功能,可以在泵的固定、过热等意想不到的情况下自动停止。
调速微真空泵是小型真空系统自动化的理想选择。
总而言之,在气密性良好的真空系统中,如果总是没有排气,内部也没有蒸汽源,就可以采用小的、极限真空度好的泵。
但是,在系统漏气很多的情况下,必须用提高吸引速度的方法来确保工作真空度。 在这种情况下,采用大吸引速度的泵,尽量增大配管的传导,选择短而粗的配管。