培训系列之3(刘坤)：真空系统设计.ppt

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1、真空系统设计主讲人：刘坤《真空技术》一.真空技术发展概况（杨乃恒）二.真空工程理论基础（孙丽娜）三.真空系统设计（刘坤）四.低真空获得设备（张以忱）五.清洁真空获得技术（巴德纯）六.中真空获得设备（张以忱）七.高真空与超高真空获得设备（杨乃恒）八.真空测量（刘玉岱）九.真空检漏（刘玉岱）十.真空镀膜（一）：PVD物理气相沉积（张以忱）十一.真空镀膜（二）：CVD化学气相沉积（张世伟）十二.真空冷冻干燥技术（徐成海）十三.真空设备的自动化控制（王庆）十四.真空材料与真空卫生（张以忱）东北大学第六期培训系列之1.真空系统的组成2.真空系统组成元件及连接3.真空系统的设

2、计计算课程内容1.真空系统的组成1.1真空系统的概念1.2真空系统的组成元件1.3真空系统的分类1.4真空系统设计的基本内容1.1真空系统的概念什么是真空系统？用一句话来概括，真空系统就是用来获得有特定要求的真空度的抽气系统。例如：镀膜设备真空系统；真空热处理炉真空系统；航空模拟器真空系统；真空冶炼炉真空系统；真空压力浸漆真空系统等等。马德堡半球实验Magdeburg-spheresExperiment用两个直径119厘米的半球合起来，用水银真空泵将球内空气抽至粗真空，每个半球用8匹马才能向相反方向拉开。磁控溅射与离子束联合镀膜机多功能离子注入设备材料表面改性系统

3、金属蒸汽真空弧源注入机核聚变中JET装置主体的结构托卡马克装置结构图X射线光电子能谱仪扫描电子显微镜SolverSNOM近场光学显微镜扫描近场光学显微镜多模式扫描探针显微镜气动真空输运设备带式真空压榨过滤机差压型真空注型机真空压力浸渍设备国内第一台千瓦量级的氦制冷系统大型真空热实验设备真空吹氧脱碳炉非自耗电弧炉1.2真空系统的组成元件一个较完善的真空系统由下列元件组成：1．抽气设备：例如各种真空泵；2．真空阀门；3．连接管道；4．真空测量装置：例如真空压力表、各种规管；5．其它元件：例如捕集器、除尘器、真空继电器规头、储气罐等。图3典型真空系统原理图1真空室充气阀

4、；2真空测量规管；3流量调节阀；4高真空阀；5冷阱；6油扩散泵；7储气罐；8热偶计规管（测扩散泵前级压力）9前级阀；10真空膜盒继电器；11预抽阀；12罗茨泵；13、14机械泵（其中一台可兼维持泵）；15旁通阀；1—真空室2－放气阀3－电离真空计4－热偶真空计5－高真空阀6－冷阱7－扩散泵8－前级真空阀9－电磁真空阀10－机械泵11－管道阀图4典型真空系统原理图1.3真空系统的分类1.3.1粗低真空系统1.3.2中真空系统1.3.3高真空系统1.3.4超高真空系统1.3.1粗低真空系统用粗真空泵（如水蒸汽喷射泵或水环泵）直接从大气压下为真空室排气，组成的真空系统即

5、为粗真空系统。该系统是最简单的真空系统。用低真空泵（如油封式机械泵）给真空室排气，即可组成低真空系统。应用领域很多：真空传输：煤矿抽瓦斯、化工、制药、医学、畜牧业等真空造型真空吸盘真空包装真空系统示意图一个要进行真空处理的容器,用管道和阀门将它与真空泵连接起来,同时在容器上设置真空测量装置,这就构成了一个最简单的真空抽气系统。真空集便器与真空除污机1.3.2中真空系统这种系统应用比较普遍，许多应用设备都采用该种系统。如自耗炉真空系统，感应炉真空系统和一些热处理炉的真空系统等。中真空系统一般是由两个以上的泵串联组成的。下面介绍几种系统:只用机械泵给真空室排气，系统比

6、较简单，在低真空范围内，真空度低于1.33×10-1Pa。油增压泵(主泵)串联机械泵(前级泵)工作压强范围:1.33～1.33×10-1Pa。优点:抽气能力大，系统简单，振动小，工作稳定可靠，维修方便，成本低。缺点:预抽时间长(同罗茨泵系统比较)，工作中需要较贵重的增压泵油。下图为采用油增压泵(主泵)串联机械泵(前级泵)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强范围：1.33～1333Pa。优点：预抽气时间短。缺点：工作时有振动,且噪音大;工作中随时间增加,罗茨泵性能下降。罗茨泵串联机械泵罗茨泵串联小型罗茨泵(中间泵),再串联机械泵工作压强

7、范围：0.133～1333Pa。优点：工作压强范围大,工作真空度高。以油增压泵和罗茨泵为主泵,两个泵出口串联罗茨泵,再串联机械泵工作压强范围：0.133～1333Pa。优点：具有罗茨泵系统和油增压泵系统的双重特点。罗茨水环泵机组除了上述几种之外,还有油增压泵串联罗茨泵,再串联机械泵的真空系统，以及罗茨泵串联水环泵的真空系统,它适合于排出灰尘较多的应用设备上。1.3.3高真空系统这种系统应用也比较广泛。它的工作压强范围在6.67×10-2～6.67×10-5Pa。如镀膜机、电子轰击炉和部分电阻炉等都采用高真空系统。真空容器储气罐前级泵（预抽泵）维持泵增压泵主泵高真空

8、抽气系统工