真空系統(tǒng)是真空泵、真空計以及各種部件經(jīng)由配管適當連接,以達到一定的真空度的裝置。 真空系統(tǒng)的基本要求是什么?
1.在被吸引設備或工作室內(nèi)得到必要的極限真空和工作真空度
極限真空度是指設備沒有泄漏時到達的真空度,動作真空度是指設備進行真空處理時能夠維持的真空度。
真空處理時多釋放大量的氣體,此時的工作真空度顯著低于極限真空度。 極限真空度和工作真空度分別重要,從不同的方面影響器件的質(zhì)量。
例如,在使用氧化物陰極器件的排氣真空系統(tǒng)中,大量排氣電10-2極脫氣和陰極分解,如果工作的真空度差,則有可能導致電極被氧化,陰極不被活性化的結(jié)果。
但是,當器件最后被密封時,幾乎沒有氣體泄漏,器件內(nèi)的真空度取決于排氣真空系統(tǒng)的極限真空度。
2.為了得到某工作的真空度所需要的時間
這個時間由真空系統(tǒng)的吸引速度的大小決定。 加快速度就可以縮短這個時間。 大工作室顯然需要很大的速度。
工作室可能不大,但是泄漏氣體很嚴重,真空系統(tǒng)也需要很大的吸引速度。 否則,大量的泄漏氣體會大大降低真空度,系統(tǒng)將無法工作。
3.提取的設備和工作室內(nèi)有適當?shù)臍埩魵怏w成分
實踐證明,單純提高極限真空度和工作真空度是不夠的,殘留氣體成分也有一定的要求。
例如,為了在一年的壽命中抑制靈敏度的降低,真空攝像裝置要求在能夠承受裝置內(nèi)的殘留氣體的氧量為10-2Pa以下的高壓的真空開關(guān)管內(nèi)不包含烴分子等。
真空系統(tǒng)的殘氣成分,如果系統(tǒng)沒有其他氣體源,主要取決于泵的特性。
4.真空系統(tǒng)需要結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、操作維護容易、價格便宜等
要滿足這些要求,必須從泵的選擇、管道尺寸的確定和配置、裝配工藝等多方面進行綜合考慮。 這些基本要求總是相互關(guān)聯(lián)的。
例如,真空系統(tǒng)總是有微小的泄漏現(xiàn)象,所以采用吸引速度大的泵的話,比吸引速度小的泵能得到更好的工作真空度,但大的泵價格高,水和消耗電力多,所以存在合理選擇的問題。
機器和小型真空系統(tǒng)應該選擇小型真空泵,成本低,效率高,噪音小。 有些用戶選擇流量大的工業(yè)真空泵是不合適的。
5.自動化要求
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,用戶對真空系統(tǒng)的自動化要求也在提高。 在真空系統(tǒng)中,自動控制主要是真空泵流量和真空度的調(diào)節(jié)。
真空度多通過調(diào)節(jié)真空泵流量,安裝節(jié)流閥、安全閥來控制。 由于節(jié)流導致能量損失大,會產(chǎn)生多馀的噪音,所以最好直接調(diào)節(jié)真空泵的轉(zhuǎn)速。
工業(yè)真空泵的調(diào)速方法有多種,主要分為兩種。
第一種是電機的轉(zhuǎn)速不變,用附加裝置改變真空泵的轉(zhuǎn)速,例如變速器調(diào)速,第二種是直接改變電機的轉(zhuǎn)速,例如晶閘管串聯(lián)調(diào)速、變頻調(diào)速等。
目前工業(yè)真空泵常用的方法是變頻調(diào)速,節(jié)能效果好,能實現(xiàn)無級調(diào)速,調(diào)速比大,調(diào)速準確,速度穩(wěn)定。
適用于小型真空泵系統(tǒng)的微真空泵,以往主要采用降壓調(diào)速,但降壓運行的優(yōu)點有利于延長泵和馬達的壽命。
如果泵的負荷大,降壓后馬達無法啟動,馬達溫度上升,容易發(fā)生安全問題。 目前,最先進的國產(chǎn)“氣?!闭{(diào)速微真空泵配置了進口無直流電機,具有PWM
(脈沖寬度調(diào)制)線,可以簡單可靠地調(diào)節(jié)流量,輸出電機轉(zhuǎn)速反饋信號(FG
),可以實時監(jiān)控電機情況,實現(xiàn)自動控制具有完全的自我保護功能,可以在泵的固定、過熱等意想不到的情況下自動停止。
調(diào)速微真空泵是小型真空系統(tǒng)自動化的理想選擇。
總而言之,在氣密性良好的真空系統(tǒng)中,如果總是沒有排氣,內(nèi)部也沒有蒸汽源,就可以采用小的、極限真空度好的泵。
但是,在系統(tǒng)漏氣很多的情況下,必須用提高吸引速度的方法來確保工作真空度。 在這種情況下,采用大吸引速度的泵,盡量增大配管的傳導,選擇短而粗的配管。