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真空系统设计报告范文1. 引言真空系统是一种能够将系统内的气体压力降至低于大气压的环境的设备，广泛应用于科学研究、工业生产以及医疗设备等领域。
本报告旨在设计一个真空系统，使其能够满足特定应用的需求，并确保系统的稳定性和可靠性。
2. 设计目标本设计的真空系统需要满足以下目标：1. 最低抽气压力达到10^-3 mbar。
2. 快速达到所需真空度的时间小于5分钟。
3. 系统泄漏率小于10^-6 mbar L/s。
4. 系统噪音低于50 dB。
3. 系统设计真空系统的设计包括以下几个方面：抽气方法、真空舱设计、泵的选择和配管系统设计。
3.1 抽气方法根据设计目标，我们选择了离心泵和分子泵的组合作为抽气方法。
离心泵作为主抽泵负责快速降低系统内的压力，而分子泵作为高真空泵负责达到所需真空度。
这种组合将满足系统的快速抽气和高真空度的需求。
3.2 真空舱设计真空舱是真空系统中的核心部分，需要选择合适的材料和尺寸来确保系统的稳定性和密封性。
我们选择了不锈钢作为真空舱材料，以其良好的耐腐蚀性和强度。
真空舱的尺寸应根据使用需求来确定，应留有足够的空间以容纳待处理物体。
同时，真空舱内应设计密封机构，包括密封门、观察窗等，以确保整个系统的密封性。
3.3 泵的选择根据真空系统的设计目标，我们选择了以下两种泵进行组合使用：1. 离心泵：采用离心泵可以快速降低系统内的压力。
选取流量大、抽气速度快的离心泵，以确保快速抽气的能力。
2. 分子泵：分子泵的特点是能够达到高真空度，选取能够提供所需真空度的分子泵，并确保其性能稳定和可靠。
3.4 配管系统设计配管系统的设计对整个真空系统的运行至关重要。
主要考虑以下几点：1. 管道材料：选择具有良好阻气性和密封性的不锈钢管材，以减少泄漏。
2. 管道尺寸：根据抽气和泵的要求，选择合适的管道尺寸以保证流通和抽气效率。
3. 管道布局：合理布置管道，减少管道的弯曲和回流，以确保气体流动的顺畅和抽气效果。
真空系统特点和原理什么是真空系统？真空系统指的是在一个封闭的设备中，通过吸气装置将其中的气体抽出，使得设备内部压力低于大气压的一种工艺。
真空技术在许多领域中起着重要的作用，比如电子学、化学、材料科学等。
在电子学领域中，真空技术可用于制备集成电路、真空管、显示器等器件，同时还可用于飞行器、地下管道等设备的维护和测试。
特点1. 稳定性真空系统可以在非常稳定的环境下工作。
由于内部压力较低，因此可以避免许多热扰动和气动扰动。
这意味着在真空环境中，实验和测试结果非常准确。
2. 洁净在真空系统中，几乎没有任何气体和其他成分，因此可以避免许多杂质和污染物对实验和测试结果的干扰，使得实验数据更准确。
另外，在真空环境下，材料受到的氧化和腐蚀也大大降低，可以延长设备寿命。
3. 透明度真空环境对于电子束和光线具有很好的透明度，这使得在真空环境下进行的实验和测试能够获得更清晰和可靠的结果。
4. 可调性真空系统可以根据不同需求进行调整，比如通过控制内部压力，可以在不同的真空下进行实验和测试。
原理真空系统的原理基于“气体流动动力学”和“分子动力学”等理论，主要分为两个步骤：1. 抽气抽气装置通过机械或者电子的方式，可以将设备内包含的气体抽出，形成低压和高真空区域。
在真空板中，可以使用各种设计的吸气装置，如机械泵、扩散泵、离子泵、涡流泵等。
其中，在低真空区域下(几千帕到几十帕)，常使用机械泵，高真空区(1×10(-1)帕到1×10(-5)帕)则使用扩散泵等。
在超高真空区域(1×10^(-5)帕及以下)，则需要使用离子泵和涡流泵等。
2. 测量和控制一旦设备中的气体被抽出，真空系统的下一步是测量和控制设备内的压力。
为了保持内部压力达到所需水平，通常需要在真空系统中加入排气阀和调压阀等器件。
这些器件通过对真空系统的气体流量进行控制来保持内部压力。
结论真空技术在现代科学中起着非常重要的作用。
通过抽取气体并控制压力，真空系统可以提供一个干净，稳定和透明的实验环境，而这些特点不仅使得许多领域的实验更加准确和可靠，也使得许多现代技术得以应用和发展。
真空系统的工艺设计
真空系统的工艺设计是一个复杂的过程，涉及到多个学科的知识，包括流体力学、热力学、材料科学、机械工程等。
以下是一些基本的步骤：
1. 确定系统需求：首先，需要明确真空系统的应用目标，例如是用于半导体制造、真空镀膜、粒子加速器等。
这将决定系统的最大工作压力、工作温度、抽气速率等参数。
2. 选择真空泵：根据系统需求，选择合适的真空泵。
常见的真空泵类型有旋片泵、滑阀泵、扩散泵、离子泵等。
每种泵都有其特定的工作压力范围和抽气速率。
3. 设计真空室：真空室的设计需要考虑工作压力、工作温度、材料选择等因素。
一般来说，真空室应该尽可能小，以减少气体负荷。
4. 设计抽气管道：抽气管道的设计需要考虑管道直径、长度、形状等因素，以保证在工作压力下能够达到所需的抽气速率。
5. 安装和调试：在安装和调试过程中，需要检查所有部件的工作情况，确保系统能够在预定的工作条件下稳定运行。
6. 系统优化：在实际运行过程中，可能需要对系统进行优化，例如改变工作参数、更换部件等，以提高系统的性能和可靠性。
总的来说，真空系统的工艺设计需要综合考虑多种因素，需要有丰富的经验和专业知识。
烟叶真空回潮用真空系统简介及对比1、真空泵分类：2、真空泵的工作范围3、常见真空系统的组成注：在烟叶真空回潮领域，上世纪90年代初期到2013年以前真空系统多以多级串联式蒸汽喷射泵组出现,一般为二级、三级串联结构，特殊应用需要进一步提高工作真空时也有四级或五级串联结构，由于蒸汽喷射泵结构简单无运动构件，运行可靠，经多级串联后真空度高、在4000Pa～13.3Pa真空度下具有其它真空泵无可比拟的大抽气能力，工作压力范围宽且能直接排入大气，深受设备厂家和用户的喜爱，其中巩义市建设机械制造有限公司的三级四段式蒸汽喷射真空系统最为节能高效，被全国用户广泛采用，市场覆盖率达到80%以上。
2013年起，随着国家发改委《关于加大工作力度确保实现2013年节能减排目标任务的通知》的发布，《通知》要求，以节能减排倒逼产业转型和发展方式加快转变，下更大决心，用更大气力，采取更加有力的政策措施，确保2013年全国单位国内生产总值能耗下降3.7%以上，面对新的目标和任务，国家局要求坚持以提高经济增长的质量和效益为中心，认真贯彻落实行业“十二五”节能减排工作纲要和目标，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，加强全过程节约管理，大幅降低能源消耗强度，扎实推进节能减排工作深入开展，加上受全国范围的各行业节能减排热潮的影响，烟叶真空回潮抽真空系统也被深度挖潜，逐步出现了部分采用机械式水环泵（液环真空泵）、水喷射泵、螺杆泵、罗茨泵（主要作为多级串联系统的主泵使用，工作到真空回潮的工作真空）等以单泵或组合形式部分或全部替代多级串联式蒸汽喷射系统的系统结构，其主要原理是利用这些泵在粗真空下的大抽气量优势，或者结合蒸汽喷射泵高真空下的高抽气速率，组成不同的抽真空系统，大幅度降低原系统的蒸汽能耗，甚至取消蒸汽喷射完全采用机械式抽空，达到节能降耗的特点，其中巩义市建设机械制造有限公司的节能型汽、机联合真空回潮系统仍然是市场占有率最大的，改造或新装近80台套，使用稳定可靠，用户反映良好。
6.真空系统的结构设计真空系统的结构设计主要考虑密封可靠,结构合理,材料对真空度影响要小。
设计中应注意如下几点。
(1)选择结构材料应尽量用国家标准中的无缝钢管和板材,尽量减少焊接结构,有利于真空部件气密性质量。
但是许多系统元件又离不开焊接结构,这时应选择焊接性能较好的钢材。
(2)焊接是真空系统制造中的一道重要工序,为了保证焊接后焊缝不漏气,除了要求技术水平较高的工人进行焊接,提高焊接质量外,合理地设计焊接结构也很重要。
因此焊接结构要避免处于真空中的焊缝有积存污物的空隙,否则给清洗造成困难,还会成为缓慢放气的气源。
当焊缝出现死空间时,在系统检漏中就不易找到漏隙所在。
(3)结构上要保证快速抽空。
为此要避免出现隔离孔穴(气袋),因为气袋会成为缓慢放气的源泉,增长了抽气时间,例如图21所示。
要将气袋开设出气孔,以利快速抽空。
(4)减少表面放气。
处于真空内的构件和壳体内壁表面粗糙度越高越好。
最好进行电镀抛光,氧化处理等。
一般处于高真空的内壁粗糙度在6.3/ ~3.2/ ;处在中真空的内壁粗糙度在12.5/ 左右。
处在超高真空的内壁粗糙度要求抛光,达到非常光洁的表面。
要特别注意:生锈的金属表面对抽空十分不利!(5)真空系统上各元件之间多用法兰连接。
而法兰与管子之间是焊接结构。
由于焊接时易引起法兰变形,故目前国内都采用焊接后再对法兰加工,这样即可达到尽寸和粗糙度要求,又能保证两个法兰连接时密封可靠。
(6)对于某些必须处于较高温度下工作的真空橡胶密封圈,由于橡胶耐温有限,可以专门采用水冷结构加以保护。
(7)为了使真空系统元件壳体和真空室壳体有足够强度,保证在内力和外力作用下不产形,器壁要有一定厚度。
实验表明真空容器采用圆形结构较好。
端盖采用凸形结构为好,尽量不采用平盖,因为它的抗压能力相差很大。
壁厚已经有了标准尽寸,当然也可以计算。
设计时还要注意一点,在容器检漏时,若采用内部打压法,一般打三个大气压力容器不应变形。
真空系统设计(1)第八讲：真空系统设计王继常(东北大学)一、真空系统的组成真空应用设备种类繁多，但无论何种真空应用设备都有一套排除被抽容器内气体的抽气系统，以便在真空容器内获得所需要的真空条件。
举例来说：一个真空处理用的容器，用管道和阀门将它与真空泵连接起来，当真空泵对容器进行抽空时，容器上要有真空测量装置，这就构成了一个最简单的真空抽气系统(如图1)。
图1所示的最简单的真空系统只能在被抽容器内获得低真空范围内的真空度，当需要获得高真空范围内的真空度时，通常在图1所示的真空系统中串联一个高真空泵。
当串联一个高真空泵之后，通常要在高真空泵的入口和出口分别加上阀门，以便高真空泵能单独保持真空。
如果所串联的高真空泵是一个油扩散泵，为了防止大量的油蒸气返流进入被抽容器，通常在油扩散泵的入口加一个捕集器——水冷障板(如图2所示)。
根据要求，还可以在管路中加上除尘器、真空继电器规头、真空软连接管道、真空泵入口放气阀等等，这样就构成了一个较完善的高真空系统。
凡是由两个以上真空泵串联组成的真空系统，通常都把抽低真空的泵叫做它上一级高真空泵的前级泵(或称前置泵)，而最高一级的真空泵叫做该真空系统的主泵，即它是最主要的泵，被抽容器中的极限真空度和工作真空度就由主泵确定。
被抽容器出口到主泵入口之间的管路称为高真空管路，主泵入口处的阀门称为主阀。
通常前级泵又兼作予真空抽气泵。
被抽容器到予抽泵之间的管路称为予真空管路，该管路上的阀门称为予真空管道阀。
主泵出口到前级泵入口之间的管路称为前级管道，该管路上的阀门称为前级管道阀，而软连接管道是为了隔离前级泵的振动而设置的。
总起来说，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。
那么，究竟什么是真空系统?用一句话来概括，就是：用来获得有特定要求的真空度的抽气系统。
卷烟厂真空系统设计概述
摘要：本文对卷烟厂工艺中负压系统的使用要求做了概述性质的描述，并对卷烟厂真空站和真空系统的设计要点进行了介绍。
关键词：卷烟厂；真空站；水环式真空泵
在卷烟厂工艺中，负压的使用环节主要是在卷接包车间，其中负压消耗较大的设备是卷接包机组，除此以外，自动封装箱机、滤棒贮存输送装置和滤棒发射机也有少量的负压需求。
如：新建规模为年产30万箱的海口烟厂卷接包机组的设计负压消耗合计32m3/min；自动装封箱机的负压消耗合计为4m3 /mi；滤棒成型车间内滤棒贮存输送装置和滤棒发射机负压消耗合计1m3/min，卷接包车间负压消耗合计为37m3/min。
烟厂工艺设备对真空度的要求一般为0.03~0.05MPa，考虑到管路的真空度损失和安全余量，真空泵的抽真空度至少要满足0.02MPa的要求。
另外，由于烟厂属于流水线作业，自动化程度高，所以对负压的稳定性要求也比较高。
针对以上特点，烟厂的设计工作需要掌握如下要点：
1.真空站工艺设计【2】
1.1站房位置
由于真空管道属于负压管道，真空度从本质上来讲是管道压力和大气压的比较，相对于压缩空气管道，虽然单位长度的沿程阻力损失较小，但由于大气压本身才只有约0.1M Pa左右，其对压损的承受能力较小，如果损失过大，将不满足工艺对负压的要求。
如：某烟厂的真空站设置在联合工房内贴邻卷接包车间的辅房内，真空站距离最远的卷包机组直线距离为150m，真空站集气总管处的压力为0.02MPa，此工况下实测真空站集气总管至各卷包机组的压力损失为：0.005MPa～0.01M Pa，最大压力损失（0.01MPa）已经达到总真空率（0.02MPa，与大气压相比较，可认为是-0.08MPa）的12.5%，参考此案例，如果真空站位置距离用气点过远，随着管路中空气平均密度的增加，单位长度的沿程阻力也会相应增大，这样压力损失会成倍的增加，必然会影响工艺使用要求。
所以一般把真空站设置在联合工房内靠近卷接包车间的辅房内，尽量缩短供气长度，减少压力损失。
1.2真空设备的选择
烟厂一般选择水环式真空泵来满足其需要，虽然水环真空泵效率不是很高（一般在30%左右），而且由于受到结构和饱和水蒸气压的限制，所提供的真空度也较低（2000~4000Pa），但是由于水环式真空泵具有机构紧凑、无需润滑、泵腔内不存在摩擦，磨损小等特点，尤其是具备吸气均匀，工作平稳可靠的优点，
所以非常适合在烟草工艺当中使用。
1.3其他附属设备
首先应提到的是，真空系统与压缩空气系统不同，在真空泵机组的抽气口必须设置电磁带放气真空阀，电磁阀与机组联动，当机组停车时关闭阀门，并打开放气阀，从而使大气进入泵的腔体内，防止水倒流入管路系统，这是真空系统最重要的安全控制措施。
另外真空泵抽气口前应配备真空缓冲罐和过滤器，过滤器主要是过滤在抽吸过程中从生产线中飞入的烟叶碎渣，缓冲罐除了起稳压的作用以外，同时也能使管道内的杂物停留在罐内，起到保护真空系统的作用。
2.真空管道系统【1】
2.1选材
真空管道有玻璃、金属、橡胶、UPVC管四种类型，烟厂的真空管道属于粗真空，对压力要求不高，但是对安全稳定性要求较高，由于金属管道在粗真空状态下不会出现在高真空状态下的放气，气密性不佳等问题，又有机械强度高，不易损坏的优点，所以在烟厂这种公用管道种类较多，相互交叉关系复杂的场所，一般采用无缝钢管。
2.2配管管径的计算
由于真空管道的流速和流量不恒定，所以其水利计算不同于其他介质的管道，对于通常使用的水力计算公式只能理解为在瞬时状态下才是适用的。
故真空管道的水力计算用流导的概念来进行计算。
但是在实际的设计工作中，一般遵循确保真空管道中各个截面的流速相等的原则，以减少不同流速之间的相互干扰，减少压力损失。
通常真空管道主管管径的确定需根据各真空泵抽气口法兰尺寸的大小来确定，在各支管的真空压力相等的前提下：
Q总=Q1+Q2+ ……
可得，V总•S总=V1•S1+ V2•S2+ ……
即V总•πD总2/4=V1•πD12/4 + V2•πD22/4+ ……
最终可得，D总2= D12 +D22+ ……
其中Q总——总抽气速率（m3/h）
Qn——各真空泵抽气速率（m3/h）
V ——空气流速(m/s)
D ——管径（mm）
抽气支管管径的确定遵循同样原则，在总管管径确定的前提下，依据各用气设备的真空负荷之间的对比来分配支管管径的大小。
2.3其他附件
一般烟厂真空管道干管管径都在DN250以上，相对管径较大，阀门宜选用蝶阀，考虑到对密封性能的特殊要求，需选用专用的真空蝶阀，在分断阀的设置问题上，因为多一处附件就多一处泄露，多一份阻力，所以在满足管理需要的基础上，可要可不要的尽量不设。
由于真空管道放散管末端在放散管的末端应该设置消声器，以满足《工业企业噪声卫生标准》的要求。
3.水循环系统
考虑到节能和环保的要求，宜采用循环冷却系统，节约水的消耗，避免环境污染，节约能源。
循环水系统包括储水箱、水泵、冷却塔等设备，因为真空泵有自吸功能，系统冷却塔后方无需设置加压装置，水箱的容量应该能满足半小时左右的循环水量要求，值得注意的是，水箱进水口的高度应该低于真空泵出水口的高度，保证循环水能够顺畅地自流到水箱。
对于所使用的循环水应首先进行软化处理，如果工作液为普通自来水,由于其中含有钙、镁等碳酸盐类物质，在泵运行升温受热后其溶解度降低，会沉淀形成水垢，长期运行随着水垢的增多，会造成真空泵噪音增加、吸气量下降等结果，影响正常生产使用，可采用电子水处理仪对循环水进行软化。
总之，真空系统作为烟厂重要的工艺管道系统，其设计的科学性和合理性对烟厂的高效、节能、安全运行有着十分重大的意义。
设计过程中除了对上述方面做着重考虑外，还应该在设备平面布置、管道的合理走向安排等方面做详尽的考量。
参考文献：
【1】《动力管道设计手册》编写组，动力管道设计手册，北京：机械工业出
版社，2006.1：267
【2】兰州物理研究所/达道安主编，真空设计手册（第3版），北京：国防工业出版社，2004.7。
