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真 空 系 统 研1519 尹秉政 2150820027 1.1 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。 1.真空系统 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。 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(如图1)。 真空系统示意图 1.3 真空系统的典型形式 静态真空系统:系统中没有气体流动,系统内各部分的压强相等,而且长时间不变化。凡是真空室或管道内没有放气或漏气的系统均属静态真空系统。实际上,绝对的没有放气和漏气的情况是不存在的。但是在漏气和放气流量都非常小的情况下,系统中几乎没有气流就可以认为是静态真空系统。 动态真空系统:系统中有气体流动,系统中各处压强不等,系统的各 截面有压强降落。凡是真空室或系统某处有放气或漏气的真空系统 均属此类。 1.4 真空系统分类 (1)按真空系统工作真空度的高低可分为低真空系统、中真空系统、 高真空系统和超高真空系统。 (2)按真空系统工作的清洁程度可分为有油真空系统(真空室有油蒸气 污染的)和无油真空系统(真空室无油蒸气污染的)。 (3)按真空系统的结构材料可分为玻璃真空系统(除了机械真空泵以外 全由玻璃制成)和金属真空系统。  2. 真空泵 2.1 真空泵的分类 2.1.1 按真空度分： 高真空 -4帕以下 中真空 1~-4帕 低真空 大气压到1帕 2.1.2 按工作原理分： 按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分 为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。 2.1.3 气体传输泵   气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型： 1) 变容真空泵 变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。气体在排出前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种 。其中旋转式真空泵又分为油封式真空泵、干式真空泵、液环式真空泵、罗茨真空泵。 2）动量传输泵  这种泵是依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。  2.1.4 气体捕集泵  这种泵是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵，有以下几种型式。 1）吸附泵  它主要依靠具有大表面的吸附剂（如多孔物质）的物理吸附作用来抽气的一种捕集式真空泵。2）吸气剂泵  它是一种利用吸气剂以化学结合方式捕获气体的真空泵。吸气剂通常是以块状或沉积新鲜薄膜形式存在的金属或合金。升华泵即属于这种型式。3）吸气剂离子泵  它是使被电离的气体通过电磁场或电场的作用吸附在有吸气材料的表面上，以达到抽气的目的。4）低温泵  利用低温表面捕集气体的真空泵  3.水环真空泵 3.1 水环真空泵简介 简称水环泵，是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。 3.2 水环泵的工作原理 在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。 如果以叶轮的下部0°为起