綜上所述,水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?
水環(huán)泵和其它類型的機械真空泵相比有如下優(yōu)點
結構簡單,制造精度要求不高,容易加工。
結構緊湊,泵的轉數(shù)較高,一般可與電動機直聯(lián),無須減速裝置。故用小的結構尺寸,可以獲得大的排氣量,占地面積也小。
壓縮氣體基本上是等溫的,即壓縮氣體過程溫度變化很小。
由于泵腔內(nèi)沒有金屬磨擦表面,無須對泵內(nèi)進行潤滑,而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。
吸氣均勻,工作平穩(wěn)可靠,操作簡單,維修方便。
水環(huán)泵也有其缺點:
效率低,一般在30%左右,較好的可達50%。
真空度低,這不僅是因為受到結構上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液,極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液,可達130Pa。
總之,由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點,盡管它效率低,仍然得到了廣泛的應用。
測量方式
測量方式
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定義
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熱偶真空計
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利用熱電偶的電勢與加熱元件的溫度有關,元件的溫度又與氣體的熱傳導有關的原理來測量真空度的真空計。
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電離真空計
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由筒狀收集極,柵網(wǎng)和位于柵網(wǎng)中心的燈絲構成,筒狀收集極在柵網(wǎng)外面。熱陰極發(fā)射電子電離氣體分子,離子被收集極收集,根據(jù)收集的離子流大小來測量氣體壓強的真空計。
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復合真空計
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由熱偶真空計與熱陰極電離真空計組成,測量范圍從大氣~10-5Pa。
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冷陰極電離計
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陽極筒的兩端有一對陰極板,在外加磁場作用,陽極筒內(nèi)形成潘寧放電產(chǎn)生離子,根據(jù)陰極板收集的離子流的大小來測定氣體壓強的真空計。
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電阻真空計
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利用加熱元件的電阻與溫度有關,元件的溫度又與氣體傳導有關的原理,通過電橋電路來測量真空度的真空計。
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麥克勞真空計
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也成為壓縮式真空計,將待測的氣體用汞(或油)壓縮到一極小體積,然后比較開管和閉管的液柱差,利用玻義爾定律直接算出氣體壓強的一種絕對真空計。
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電容薄膜真空計
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這是一種陰極與收集極倒置的熱陰極電離規(guī)。收集極是一根細絲,放在柵網(wǎng)中心,燈絲放在柵網(wǎng)外面,因而減少軟X射線影響,延伸測量下限,可測超高真空。電容薄膜真空計將三種不同的規(guī)管綜合在個小型經(jīng)濟的規(guī)管中,測量過程壓強和基本壓強從5x10-10至1500毫巴。電容薄膜真空計由于具有測量精度高、動態(tài)響應快、測量結果與氣體成分無關以及抗腐蝕、耐氣壓沖擊等一系列優(yōu)點,因而越來越受到人們的重視。以它取代水銀壓力計、油壓計、電阻真空計、熱偶真空計以至部分地取代電離計。
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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,為達到不同產(chǎn)品的工藝指標、
工作效率和設備工作壽命要求、不同的真空區(qū)段需要選擇不同的真空系統(tǒng)配置。為達到最佳配置,選擇真空系統(tǒng)時,應考慮下述各點:
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的真空度范圍,必須認真研究確定之。
在確定了工藝要求的真空度的基礎上檢查真空泵系統(tǒng)的極限真空度,因為系統(tǒng)的極限真空度決定了系統(tǒng)的最佳工作真空度。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%。
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,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。
檢查確定達到要求的真空度所需要的時間、真空管道的流阻與泄漏??紤]達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。
s=2.303(v/t)lg(p1/p2)
其中:
s為真空泵抽氣速率(l/s)
v為真空室容積(l)
t為達到要求真空度所需時間(s)
p1為初始容器內(nèi)氣壓
p2為抽氣后容器內(nèi)氣壓