真空ポンプの一般的な知識

- Mar 13, 2019-

真空ポンプの一般的な知識

 

真空を得る方法

 

密閉容器からガスを排出したり、容器内のガス分子の数を減らすことができる装置は、真空取得装置または真空ポンプと呼ばれる。 現在、105Paから10−13paの範囲で最大18桁の範囲の圧力を得て測定するために、真空技術において様々な方法が使用されてきた。 明らかに、1種類の真空ポンプだけでこのような広い低圧空間でガス状態を得ることは非常に難しい。

 

真空取得の技術では、現在真空を取得する2つの方法があります。 一つは、あるメカニズムの動きを通して密閉容器から直接ガスを放出することです。 他の方法は、物理的および化学的方法によって低温表面上にガス分子を吸着または凝縮させることである。 これら2つの方法で製造される真空ポンプには多くの種類があり、分類方法は異なります。 しかしながら、最も一般的に使用されている方法は、それらの動作原理または構造的特徴に従って真空ポンプを分類することである。 これについては次のセクションで説明します。

vacuum c1

真空ポンプの分類

 

真空ポンプの動作原理によると、真空ポンプは基本的に2つのタイプ、すなわちガス移送ポンプとガス捕獲ポンプに分けられる。 圧力の適用範囲の要件への生産と科学研究の分野での真空応用技術がますます広いように、真空ポンプ真空抽出システムの抽出後に生産と科学の要件を満たすことができるいくつかの一般的な必要性から成る研究プロセス、そう真空ポンプ吸引条件より多くの種類の真空ポンプを選んで下さい。 便宜上、これらのポンプをそれらの動作原理またはそれらの構造的特徴に従って詳細に分類することが必要である。 説明は次のとおりです。

 

(1)ガス移送ポンプ

ガス移送ポンプは、ポンピングの目的を達成するために、ガスを連続的に吸入および排出させることができる一種の真空ポンプである。 このポンプには基本的に2種類あります。

1)可変容量真空ポンプ

可変容量真空ポンプは吸引と排気のプロセスを完了するためにポンプ室の容積の周期的な変化を使用する一種の真空ポンプです。 ガスは追い出される前に圧縮されます。 このポンプは往復と回転の2種類に分けられます。

(1)往復真空ポンプ:ポンプキャビティピストン往復運動、ガスの吸入、圧縮および外への使用です。 したがって、ピストン真空ポンプとしても知られています。

ロータリーバキュームポンプは、回転運動、ガスの吸入、圧縮、および排出を行うためのポンプチャンバピストンの使用です。 ロータリーバキュームポンプには以下の種類があります。

 

  オイルシール真空ポンプ:それはギャップの可動部分間のオイルシールの使用であり、回転式可変容量真空ポンプの有害なスペースを減らすことができます。 このポンプは通常エアバラスト装置が装備されています、それはまたエアバラスト真空ポンプとして知られています。 その構造的な特徴によると、次の5つのタイプに分かれています。

 

A)ロータリーベーン真空ポンプ:ロータースロット近くの固定面の表面にポンプシェルとポンプシェルに取り付けられた一定の偏心度を持つローターには、2つ(またはそれ以上)のロータリーベーンが装備されています。その半径方向のスロットに沿って摺動し、常にポンプケーシング壁と接触し、ロータ回転を伴う回転羽根に沿って、ポンプキャビティはいくつかの可変容量に分割することができる。

B)スライドバルブ真空ポンプ:スライドバルブが偏心回転子の外側に設置されている。 ロータは回転してスライドバルブを駆動し、ポンプシェルの内壁に沿ってスライドしながら転動する。 スライドバルブ上部のスライドバルブステムは、スイングスライドバルブガイド内をスライドでき、ポンプ室は2つの可変容量に分割されています。

C)ステータベーン真空ポンプ:ポンプの内面に近い偏心ロータがポンプシェル内に設置され、ロータの表面と常に接触する半径方向摺動ベーンがポンプシェル上に設置される。 ロータが回転すると、スライドベーンが上下に動いてポンプ室を2つの可変容積に分割することができる。

D)トロコイド真空ポンプ:ポンプ室内にトロコイドロータを偏心して備え、ポンプ室の内壁に沿って回転し、ポンプ室を2つの可変容積に分割する。

E)多室回転羽根真空ポンプ:同じモータによって駆動される複数の独立したスタジオ回転羽根真空ポンプがポンプシェル内に並列に配置されている。

 

(2)乾式真空ポンプ:ノンオイル(または液体)密閉型可変容量真空ポンプです。

(3)液体リング真空ポンプ:それが回転すると、ポンプシェルに同心円状の液体リング、液体リングとローターブレードに数個の小さな形成された回転時に、回転子の偏心回転子の多くのブレードで容積容積周期の変化は、回転式可変容量真空ポンプとも呼ばれます。

(4)ルーツ真空ポンプ:二重羽根型または多羽根型ローターの2つの反対方向の同期回転を備えたポンプ、ローター、ローターおよびポンプシェル壁の間に一定の間隙を維持する。 それは回転式真空ポンプに属します。 メカニカルブースターポンプはこのタイプの真空ポンプです。

 

2)運動量移送ポンプ

ポンプは、高速回転ブレードまたは高速ジェットに依存してガスまたはガス分子に運動量を伝達するので、ガスはポンプ入口から出口に連続的に流れる。 具体的には次の種類に分けることができます。

 

(1) 分子真空ポンプ:それは圧縮、真空ポンプを排気するように、ガス分子への高速回転ローターエネルギー伝達の使用です。 次の種類があります。

牽引分子ポンプ:ガス分子とローター衝突の高速運動と運動量の増加は、輸出に送られたので、一種の運動量移送ポンプです。

(2)タービン分子ポンプ:ブレード付き溝付きディスクまたはローター付きポンプ、ステータディスク(またはステータ)回転式。 回転子の円周の線速度は非常に高いです。 ポンプは通常分子流状態で作動する。

(3)複合分子ポンプ:それは複合分子真空ポンプのタービンと牽引型2分子ポンプシリーズの組み合わせによるものです。

 

ジェット真空ポンプ:それはベンチュリ効果圧力降下を利用してガスを出口に輸送するための高速ジェットを生成する一種の運動量移動ポンプであり、粘性流および遷移流状態での作業に適しています。 このポンプは詳細に次のように分けることができます。

液体注入真空ポンプ:注入真空ポンプの作動媒体として液体(通常は水)へ。

(2)ガス注入真空ポンプ:注入真空ポンプの作動媒体としての非凝縮性ガス。

(3)蒸気注入真空ポンプ:注入真空ポンプの作動媒体として蒸気(水、油または水銀および他の蒸気)に。

 

拡散ポンプは、ジェット真空ポンプの作動媒体としての低圧高速蒸気流(油または水銀蒸気)である。 ガスの分子は蒸気の流れの中に拡散しそして出口に送られる。 気体の分子密度はジェット流中では常に非常に低い。 に分けることができます:

(1)自己浄化拡散ポンプ:油拡散ポンプでボイラーに戻さずに、輸出への特別な機械的伝達によって流体揮発性不純物を汲み上げる。

(2)分別型拡散ポンプ:このポンプは分別装置を備えているので、蒸気圧は高真空作動ノズルへの低作動液体蒸気であり、蒸気圧は低真空作動ノズルへの高作動液体蒸気である。多段式油拡散ポンプ。

 

拡散ジェットポンプ:拡散ポンプ特性を有する単段または多段ノズルと、ジェット真空ポンプ特性を有する単段または多段ノズルとが直列に構成された運動量移送ポンプである。 オイルブースターポンプはこのタイプです。

 

イオン移送ポンプ:電磁場または電場の作用下でイオン化ガスを出口に移送する運動量移送ポンプです。

 

ガス捕獲ポンプ

 

このポンプは、ポンプの内面に吸着または凝縮する気体分子であり、それによって容器内の気体分子の数を減らして真空ポンプをポンピングするという目的を達成するために、以下のタイプがある。

 

1)吸着ポンプ

それは、一種のコレクター真空ポンプをポンピングするために、物理吸着の吸着剤(多孔質材料のような)の大きな表面に主に依存している。

2)ゲッターポンプ

それは化学薬品の組み合わせによってガスを捕獲するためにゲッターが使う真空ポンプです。 通常塊または堆積した新鮮なフィルムの形の金属または合金。 昇華ポンプはこのタイプです。

3)ゲッターイオンポンプ

ガスをポンピングする目的を達成するために、材料の表面上の電磁場または電場吸着の作用によってイオン化ガスを吸入させることである。 それは以下のようにいくつかの形で来ます。

 

蒸発イオンポンプ:イオン化ガスが不連続的または連続的に昇華(または蒸発)して吸引を達成するためにポンプの内壁によって覆われている吸引材料に吸着される真空ポンプ。

 

スパッタリングイオンポンプ:ポンプは、真空ポンプの目的を達成するために、ゲッター材料からのカソード連続スパッタリングによるイオン化ガス吸着である。

 

低温ポンプ

低温面を利用してガスを閉じ込める真空ポンプ

 

3. 真空ポンプの性能パラメータと使用範囲

 

真空ポンプの性能パラメータ

1)真空ポンプの到達圧力

ポンプの到達圧力単位はPaです。これは、ポンプの入り口に標準テストカバーが装備されていて、通常の操作ではガスを導入せずに特定の条件下で操作される場合の最低安定圧力を指します。

2)真空ポンプの抽出速度

ポンプの排気速度の単位はm 3 / sまたはl / sです。これは、ポンプに標準装備されている場合に、テストカバーを通過するガス流量とテストカバーの指定位置で測定される平衡圧力の比を表します。カバーをテストし、指定された条件下で動作します。 ポンプの速度

3)真空ポンプの抽出能力

真空ポンプの抽出能力の単位は、Pa m 3 / sまたはPa l / sです。 ポンプの入口ガス流量を表します。

 

4)真空ポンプの起動圧力

真空ポンプの始動圧力の単位はPaです。これは、ポンプが損傷なしに始動したときの圧力を指し、ポンピングの効果があります。

5)ポンプの前段階の圧力

真空ポンプの圧力単位はPaであり、それは真空ポンプの出口圧力の1気圧未満の排気圧力を指します。

6)真空ポンプの最高前段階圧力

真空ポンプポートの最大予圧単位はPaです。これは、ポンプを損傷する可能性がある予圧を超える圧力を意味します。

7)真空ポンプの最高使用圧力

真空ポンプの最大使用圧力単位はPaで、これはポンプで送り込まれる空気の最大量に対応する入口圧力を表します。 この圧力では、ポンプは劣化や損傷なしに作動し続けることができます。

8)圧縮比

圧縮比は、特定のガスについて、ポンプの出口圧力と入口圧力の比です。

 

9)ホ係数

ポンピングチャネルの面積上の実際のポンピング速度と理論的ポンピング速度との比は、分子流出に基づいて計算される。

10)ポンプ速度係数

ポンプ入口での分子噴散によって計算された理論上の排気速度に対するポンプの実際の排気速度の比。

11)還流率

ポンプの還流速度の単位はg / cm 2・sである。 それは、ポンプが処方条件に従って作動するとき、ポンプ入口ユニット面積を通過する質量流量を指すことである。

12)許容量の水蒸気

許容される水蒸気の単位はkg / hで、これは通常の条件下で連続運転中にエアバラストポンプによって除去されることができる水蒸気の質量流量を意味します。

13)最大許容蒸気入口圧力

蒸気入口圧力の最大許容単位はPaです。これは、通常の環境条件下で連続運転中にバラストポンプによって除去される可能性がある水蒸気の最大入口圧力を指します。

 

真空ポンプの使用範囲

 

すべての種類の真空ポンプは使用圧力範囲と始動圧力が異なるため、真空ポンプの選択はこれらの要件を満たす必要があります。 表3-1に、参考のために一般的なさまざまな真空ポンプの使用圧力範囲と開始圧力を示します。

表3-1一般的な真空ポンプの使用圧力範囲と始動圧力

 

真空ポンプ式

使用圧力範囲(Pa)

開始圧力(Pa)

ピストン真空ポンプ

ロータリーベーンv アキュームポンプ

ウォーターリング真空ポンプ

ルーツ真空ポンプ

ターボ分子ポンプ

蒸気ジェットポンプ

油拡散ポンプ

オイルベーパージェットポンプ

モレキュラーシーブ吸着ポンプ

スパッタリングイオンポンプ

チタン昇華ポンプ

ジルコニウムアルミゲッターポンプ

低温ポンプ

1 × 10 5 - 1.3 × 10 2

1 × 10 5 - 6.7 × 10 -1

1 × 10 5〜2.7 × 10 3

1.3 × 10 3 - 1.3

1.3〜1.3 × 10 -5

1 × 10 5 - 1.3 × 10 -1

1.3 × 10 -2〜1.3 × 10 -7

1.3 × 10 - 1.3 × 10 - 2

1 × 10 5 - 1.3 × 10 -1

1.3 × 10 -3〜1.3 × 10 -9

1.3 × 10 -2〜1.3 × 10 -9

1.3 × 10 - 1.3 × 10 -11

1.3 - 1.3 × 10 - 11

 

1 × 10 5

1 × 10 5

1 × 10 5

1.3 × 10 3

1.3

1 × 10 5

1.3 × 10

<> × 10 5

1 × 10 5

6.7 × 10 -1

1.3 × 10 -2

1.3 × 10

1.3 - 1.3 × 10 -1

 

 

5. 真空システムの真空ポンプの仕事

すべての種類の真空ポンプの性能が容器の真空引きの共通点を満たすことができるので、それでも違いがあります。 したがって、真空システム内のポンプの作業を明確にすることが非常に重要です。 様々な分野でのポンプの機能は次のようにまとめることができます。

1)システム内のメインポンプ

いわゆるメインポンプは、技術的要求を満たすのに必要な真空度を得るために、容器によって汲み上げられている真空システムを直接真空にする真空ポンプである。

2)ラフポンピングポンプ

原油ポンプは大気圧から別のポンプシステムの圧力を減らすために真空システムを働き、真空ポンプを作動させることができます。

3)前段ポンプ

前段ポンプは、他のポンプの前段の圧力を最大許容圧力以下に維持するために使用される真空ポンプです。

4)メンテナンスポンプ

メンテナンスポンプは、真空システムのポンピングが非常に小さい場合を指し、メインフロントポンプを効果的に使用することはできません。 この目的のために、主ポンプの通常運転を維持するか又は真空ポンプを維持するための補助前部ポンプのより小さな排気速度を有する真空システムでは、容器は低圧を必要とされる。

5)粗い真空ポンプか低真空ポンプ

粗低真空ポンプとは、大気から始動してポンプ輸送された容器の圧力を下げた後、低真空または粗真空圧力範囲で作動する真空ポンプを指す。

6)高真空ポンプ

高真空ポンプは、高真空範囲で動作する真空ポンプを指す。

7)超高真空ポンプ

超高真空ポンプは、超高真空範囲で動作する真空ポンプを指す。

8)ブースターポンプ

ブースターポンプは通常、中圧範囲でのポンピングシステムを改善するため、または前段ポンプの真空ポンプ要件のポンピング速度を下げるために、低真空ポンプと高真空ポンプとの間の仕事を指す。

 

真空ポンプモデルと表現方法の仕様

中華人民共和国の機械工業規格JB / t7673-95によると、さまざまな家庭用真空ポンプは2つの部分で構成されています。基本タイプと補助タイプで、それらの間に横線があります。 表現パターンは123 - 456です。123は基本モデル、456は補助モデルを表します。

家庭用真空ポンプのモデルは通常、表3-2の中国語の音声アルファベットで表されます。 単語「2」の前にピンイン文字があれば、それは2段ポンプの構造のポンプを意味します。

いくつかのシリーズの真空ポンプはそれらの抽出速度に関して幾何学的等級を有する。 単位はL / Sです。 0.2、0.5、1、2、4、8、15、30、70、150、300、600、1200、2500、5000、10000、2000、40000の18グレードがあります。真空ポンプシリーズは、ポンプの入口寸法は "mm"です。 より多くの種類のポンプとして、選択は製品仕様の異なる製造業者を参照するべきであり、非常に重要です。

 

表3-2中国のピンインコードと一般的に使用される真空ポンプの名前

コード

コード

W

往復ポンプ

Z

油拡散ジェットポンプ(オイルブースターポンプ)

D

ロータリーピストン真空ポンプ

S

昇華ポンプ

バツ

スライディングベーンロータリーバキュームポンプ

LF

複合イオンポンプ

H

           ロータリープランジャー真空ポンプ

総勘定元帳

ジルコニウムアルミゲッターポンプ

ZJ

ルーツ真空ポンプ(メカニカルブースターポンプ)

DZ

           冷凍機クライオポンプ

 

YZ

トロコイド真空ポンプ

DG

注入低温ポンプ

L

スパッタイオンポンプ

IF

           モレキュラーシーブ吸着ポンプ

XD

単段多段羽根真空ポンプ

SZ

ウォーターリングポンプ

F

  分子ポンプ

PS

ウォータージェットポンプ

K

油拡散真空ポンプ

P

蒸気エジェクタポンプ

 

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