化工-高压、真空技术原理.ppt

4 高压、真空技术 近四十年来，真空技术在冶金领域中得到广泛应用，并形成了“真空冶金”这一专门的学术领域。冶金领域中常用低真空和高真空。在冶金中应用的真空技术有真空脱气、真空冶炼、真空浇注等。由于采用真空技术，提高了产品质量，从而提供了优质的新材料。真空技术的应用也改变了冶金物理化学条件，因而出现了大量的真空冶金物化问题等待人们去研究、解决。与此同时，在近代冶金科研和分析领域中也离不开真空技术，如电子探针、离子探针等。 4 高压、真空技术 真空是指在给定空间内低于1标准大气压的气体状态。在真空技术中，真空度用绝对压强的大小表示，气体压强低，表示真空度高，反之则低。 习惯上常把真空度分为 粗真空 1.01×105～1.33×103Pa 低真空 1.33×103～1.33×10-1Pa 高真空 1.33×10-1～1.33×10-6Pa 超高真空 1.33×10-6～1.33×10-10Pa 极高真空 1.3×10-10Pa 4 高压、真空技术 获得其空的过程俗称“抽真空”，其主要方法是在工作系统中用泵抽气。 辅助措施:安置冷阱并放吸附剂 以一个大气压开始抽气的泵叫前级泵，低于一个大气压才能抽气的叫次级泵，次级泵开始工作的气压称为预备真空或前级真空。 抽气速率：在规定气压下单位时间抽出的气体体积。 极限真空度：真空泵进气口处在不接任何容器的情况 下，经充分抽气后所能达到的最低气压。 4 高压、真空技术 真空泵可分为机械真空泵、蒸汽流泵和高真空机组。其工作原理各异，应用范围也不相同。 4 高压、真空技术 （1）旋片式机械真空泵 其结构如图3-3所示。整个泵体浸在机械泵油中，转子紧贴在定子圆柱形空腔的上部和空腔不同轴，转子通过轴由电动机带动并在空腔内转动。 为了提高抽气效果，常将两个泵搭配在一起。在结构上这两个泵是串联的，这样就可获得更高的真空度。如国产2X-2型，型号中第一个“2”表示两级，X表示旋片式，第二个“2”表示抽速。该泵属低真空泵，可单独或做前级泵用。 4 高压、真空技术 4 高压、真空技术 4 高压、真空技术 （2）机械增压泵（罗茨真空泵） 该种泵由两个“8”形转子在定子内旋转，形成容积重复变化，达到吸气排气目的。其工作过程如图3-5所示。由于转子与转子之间，转子与泵体之间不接触，因而无摩擦，转速很高，因此这种泵抽速大、体积小、噪音低、驱动功率小，启动快，在冶金生产和科研中应用很广泛。 在100～1Pa真空度下，其抽速较大。它也可在大型机组中作为前级泵配套使用，极限真空度可达0.01Pa。 4 高压、真空技术 4 高压、真空技术 （2）往复式真空泵 该泵属粗真空设备，运转时通过曲轴与连杆的作用，使气缸内的活塞做往复运动。活塞的一端接待抽系统，另一端通过气阀使气体进入气阀箱再排入大气，整个进排气循环过程中，活塞起驱动作用，进排气阀片起逆止作用。通过活塞不断地做往返运动，可将真空系统中的气体抽除而达到所需要的真空度，极限真空度可达1000Pa。 这种泵一般适用于真空蒸馏、真空蒸发与浓缩、真空干燥、真空过滤等。但不适于抽除有腐蚀性或有颗粒灰尘的气体。 4 高压、真空技术 （3）滑阀式机械真空泵 此种泵可单独使用，也可做前级泵配套使用，该泵的容量比旋片式机械泵的容量大得多，一般用于大型的真空设备，不宜抽除含氧过高、有爆炸性以及有黑色金属但能与真空泵油起化学作用的气体。其极限真空度为6×10-2Pa，其结构如图4-3。此类泵在真空干燥、真空处理、真空蒸馏中得到广泛应用。 4 高压、真空技术 4 高压、真空技术 机械真空泵使用的注意事项： 1）若用做前级泵，其装机位置应便于工作人员检修和维护； 2）不能反转，反转会将油压入被抽系统而造成污染； 3）停止工作时一定要向泵中放入经过干燥的空气，否则会经排气阀和进气管将油压入被抽系统而造成污染； 4）不能混入异物（如金属屑、玻璃渣等），不能用于抽取易蒸发的杂质和含水分较多的系统，以免磨损和腐蚀翼片，降低真空度； 5）按泵的说明书，加入所需牌号的泵油，同时应定期清洗泵体和更换泵油，以保持系有良好的运转条件。 4 高压、真空技术 4 高压、真空技术 （1）油扩散泵 抽速快，效率高，无转动部分，结构简单。它由加热部分、冷却部分和喷射部分组成