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  • *粗真空系统
  • 帖子创建时间:2010-08-18  评论:1   浏览:1009
  • 在电子,半导体行业及橡胶塑料真空夹具,印刷包装等行业,一般需要60%-90%的真空用于真空吸附线路板,硅片,塑料片,纸张等。应用的极限是60%真空度。也就是400hpa(mbar)的**压力。 
    

    这样的使用场合是*真空系统*佳的应用领域。他可以取代单台的真空泵,不但可以*大的降低能耗,降低了使用成本和维护费用,而且有效的降低了车间的噪声和热量排放。

    *粗真空系统将是现代工厂内不可缺少的和压缩空气,水,电一样重要的基础设施,目前也有称之为工艺真空系统的。这里暂不涉及用于房屋吸尘所用的清扫真空系统。

    笔者根据近拾多年来在为多家工程设计公司合作为电子,半导体行业配套的经验总结一二如下供参考,如有不对,请指正。

    1)*真空系统的组成:一般*真空系统由以下组成,真空系统及真空泵,真空储存罐,主管路,支管路,阀门及控制部件,及使用终端组成。

    2)真空系统及真空泵的选择

    根据所需要的真空度范围,*佳的选择是油封旋片真空系统和油封液环真空系统,原因是这二种泵的极限真空可达到98%以上,流量大,基本上可以满足各种需要。

    其他真空泵的选择和限制:

    a.干式旋片真空泵,采用自润滑的石磨旋片。流量较小,维护周期较短,使用费用较高。*大到500m3/h,极限真空仅85%,适合于小型印刷行业及小型医院使用。

    b.干式爪型真空泵,采用不接触的爪型工作原理,维护周期长,初始投入较高。目前*大流量在500m3/h,大都为德国进口,适合使用于中型的电子厂线路板测试用途,及中型医院使用。可靠型较高。

    c.开式水封液环式真空系统

    使用15-25度的来自冷却塔或*管网的水做为工作介质,系统比较简单,初始投入较低,流量大,能耗高。存在水质差,积垢,锈蚀,气蚀的危险,一般适合于较大规模的塑料橡胶行业使用。

    d.闭式水封液环真空系统

    使用7度一下的工艺冷却水做为冷却液,泵可以使用纯水或不容易蒸发结冰的防冻液做为工作液。

    使用成本和初始投入较高。在没有较大的油封旋片真空泵和油封液环真空系统前是比较普及在电子和半导体行业使用的。

    缺点使用费用高,结构复杂,维护不便。存在锈蚀,气蚀的可能。

    e.油封螺杆真空系统

    该真空系统是由螺杆压缩机变异而来,主要设计结构和空气压缩机一致,结构及设计过于冗余,压缩效率低,能耗高。采用阳螺杆驱动阴螺杆,对工作液的要求很高,必须采用原厂提供的工作液,使用成本高,并不是一种理想的真空获得设备。

    从目前的技术及市场来看,油封旋片真空系统和油封液环真空系统由于其设计简单结构紧凑,压缩比高,真空度高,能耗低,使用成本低,符合环保要求,是*粗真空系统理想的真空获得设备。

    f.干式螺杆真空系统

    该真空泵的核心部件是一对同步驱动的阿基米德等螺距或变螺距的表面涂层的螺杆。一般是使用在化工半导体行业,压缩腔内无油,适合于中真空范畴的抽除一定腐蚀性的气体。该泵结构复杂,成本高,精度高,一般需要水冷却。用在粗真空领域属于大材小用。

     

    随着加工手段的提供,我们预测具有内压缩的单级和双级能耗更低的干式爪型真空泵将是理想的升级换代产品。

    真空系统真空泵流量和数量的选择:

    根据使用的重要场合及流量大小。一般选择2-4台真空泵,一用一备,贰用一备,三用一备。更多数量的泵将使得控制系统过于复杂。

    重要场合应该考虑:一台泵使用,*二台做为辅助泵,以备扩产或高峰状况使用,*三台做为备用泵使用。

    2)真空储存罐的选择

    在真空泵及真空系统和主管路之间增加一个或二个真空储存罐是要根据具体的应用和重要性来选定。可以起到分离液体,颗粒杂质,蓄能的功效,一旦当停电时,储存罐内的真空可以维持一定的应急使用。

    在普通应用领域设置一个真空储藏罐,根据国家压力容器和欧洲PED规范,真空罐也属于压力容器范畴,这个真空罐应该由专业压力容器厂家提供。

    真空罐的大小应该在单台真空泵2-5分钟内抽到98%真空为比较理想的。小泵适当取小的数值。过大的真空罐不仅成本高,而且占地。

    比如选用一用一备系统,单泵流量为100m3/h,则真空罐容积在:500L-1000L比较合适,标准化的IVY 100系列采用了400L的标准化了的真空罐,可以根据具体场合额外增加一个真空罐。

    在重要的应用在医院重症房及手术室的真空系统应设置二个较大的真空罐,并且设置旁通管路,不管什么场合,都不能造成手术间缺少真空源。

    3)主管路的设计

    主管路的设计应遵循粗而短的原则。尽量降低管路的压力损失。使得*高压力损失小于20hap(mbar)

    主管路的直径应该和系统的*大流量和长度匹配。可以通过计算得出来。

    以下有一个简单的表格可供选择:

    *真空系统主管路*小直径的选择
    真空系统总流量    主管路长度小于100米    主管路长度100-200米
    小于100m3/h    DN32     不宜采用
    100-200m3/h    DN50     DN80
    200-500m3/h    DN80     DN100
    500-1600m3/h    DN100     DN150
    1600-4000m3/h    DN200     DN250
    支管路的选择
    一般来说,支管路可以根据以上的原则进行选择,算出支管路的总长度和总的流量根据上面表格来估算,*终端的管路应该不小于与之相连接机器上的管路尺寸,支管路*小尺寸建议不小于DN15。
    粗真空*系统管路材料的选择:
    1)传统的螺纹连接或焊接的钢管
    当直径在32以下时,施工比较方便,成本较低,是比较方便获得的材料。当直径加大后,重量比较大,螺纹加工比较困难,一般可考虑采用焊接钢管。
    当更大直径的管子重量会很重,尤其当需要安装头*有一定高度时,安装的费用将增大。
    2)不锈钢焊接管路
    可见这一材料除了美观,耐腐蚀外几乎没有优点,一般都使用在半导体行业或化工行业,抽除一定腐蚀性气体时所需。
    3)PPR热熔接管材
    中小管子比较合适,密封性好,施工比较麻烦。
    4)PVC PN10(Sch 40)或PVC PN16(SCH 80)管材
    由于PVC管材具有重量轻,易于施工的优点,目前是普通*真空系统**使用的材料。
    当使用环境**摄氏40度,或管路直径大于DN100时应采用PN16压力等级的PVC管材。

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  • cugar2000  2010-08-18

    在电子,半导体行业及橡胶塑料真空夹具,印刷包装等行业,一般需要60%-90%的真空用于真空吸附线路板,硅片,塑料片,纸张等。应用的极限是60%真空度。也就是400hpa(mbar)的**压力。

    这样的使用场合是*真空系统*佳的应用领域。他可以取代单台的真空泵,不但可以*大的降低能耗,降低了使用成本和维护费用,而且有效的降低了车间的噪声和热量排放。

    *粗真空系统将是现代工厂内不可缺少的和压缩空气,水,电一样重要的基础设施,目前也有称之为工艺真空系统的。这里暂不涉及用于房屋吸尘所用的清扫真空系统。

    笔者根据近拾多年来在为多家工程设计公司合作为电子,半导体行业配套的经验总结一二如下供参考,如有不对,请指正。

    1)*真空系统的组成:一般*真空系统由以下组成,真空系统及真空泵,真空储存罐,主管路,支管路,阀门及控制部件,及使用终端组成。

    2)真空系统及真空泵的选择

    根据所需要的真空度范围,*佳的选择是油封旋片真空系统和油封液环真空系统,原因是这二种泵的极限真空可达到98%以上,流量大,基本上可以满足各种需要。

    其他真空泵的选择和限制:

    a.干式旋片真空泵,采用自润滑的石磨旋片。流量较小,维护周期较短,使用费用较高。*大到500m3/h,极限真空仅85%,适合于小型印刷行业及小型医院使用。

    b.干式爪型真空泵,采用不接触的爪型工作原理,维护周期长,初始投入较高。目前*大流量在500m3/h,大都为德国进口,适合使用于中型的电子厂线路板测试用途,及中型医院使用。可靠型较高。

    c.开式水封液环式真空系统

    使用15-25度的来自冷却塔或*管网的水做为工作介质,系统比较简单,初始投入较低,流量大,能耗高。存在水质差,积垢,锈蚀,气蚀的危险,一般适合于较大规模的塑料橡胶行业使用。

    d.闭式水封液环真空系统

    使用7度一下的工艺冷却水做为冷却液,泵可以使用纯水或不容易蒸发结冰的防冻液做为工作液。

    使用成本和初始投入较高。在没有较大的油封旋片真空泵和油封液环真空系统前是比较普及在电子和半导体行业使用的。

    缺点使用费用高,结构复杂,维护不便。存在锈蚀,气蚀的可能。

    e.油封螺杆真空系统

    该真空系统是由螺杆压缩机变异而来,主要设计结构和空气压缩机一致,结构及设计过于冗余,压缩效率低,能耗高。采用阳螺杆驱动阴螺杆,对工作液的要求很高,必须采用原厂提供的工作液,使用成本高,并不是一种理想的真空获得设备。

    从目前的技术及市场来看,油封旋片真空系统和油封液环真空系统由于其设计简单结构紧凑,压缩比高,真空度高,能耗低,使用成本低,符合环保要求,是*粗真空系统理想的真空获得设备。

    f.干式螺杆真空系统

    该真空泵的核心部件是一对同步驱动的阿基米德等螺距或变螺距的表面涂层的螺杆。一般是使用在化工半导体行业,压缩腔内无油,适合于中真空范畴的抽除一定腐蚀性的气体。该泵结构复杂,成本高,精度高,一般需要水冷却。用在粗真空领域属于大材小用。

     

    随着加工手段的提供,我们预测具有内压缩的单级和双级能耗更低的干式爪型真空泵将是理想的升级换代产品。

    真空系统真空泵流量和数量的选择:

    根据使用的重要场合及流量大小。一般选择2-4台真空泵,一用一备,贰用一备,三用一备。更多数量的泵将使得控制系统过于复杂。

    重要场合应该考虑:一台泵使用,*二台做为辅助泵,以备扩产或高峰状况使用,*三台做为备用泵使用。

    2)真空储存罐的选择

    在真空泵及真空系统和主管路之间增加一个或二个真空储存罐是要根据具体的应用和重要性来选定。可以起到分离液体,颗粒杂质,蓄能的功效,一旦当停电时,储存罐内的真空可以维持一定的应急使用。

    在普通应用领域设置一个真空储藏罐,根据国家压力容器和欧洲PED规范,真空罐也属于压力容器范畴,这个真空罐应该由专业压力容器厂家提供。

    真空罐的大小应该在单台真空泵2-5分钟内抽到98%真空为比较理想的。小泵适当取小的数值。过大的真空罐不仅成本高,而且占地。

    比如选用一用一备系统,单泵流量为100m3/h,则真空罐容积在:500L-1000L比较合适,标准化的IVY 100系列采用了400L的标准化了的真空罐,可以根据具体场合额外增加一个真空罐。

    在重要的应用在医院重症房及手术室的真空系统应设置二个较大的真空罐,并且设置旁通管路,不管什么场合,都不能造成手术间缺少真空源。

    3)主管路的设计

    主管路的设计应遵循粗而短的原则。尽量降低管路的压力损失。使得*高压力损失小于20hap(mbar)

    主管路的直径应该和系统的*大流量和长度匹配。可以通过计算得出来。

    以下有一个简单的表格可供选择:

    *真空系统主管路*小直径的选择
    真空系统总流量    主管路长度小于100米    主管路长度100-200米
    小于100m3/h    DN32     不宜采用
    100-200m3/h    DN50     DN80
    200-500m3/h    DN80     DN100
    500-1600m3/h    DN100     DN150
    1600-4000m3/h    DN200     DN250
    支管路的选择
    一般来说,支管路可以根据以上的原则进行选择,算出支管路的总长度和总的流量根据上面表格来估算,*终端的管路应该不小于与之相连接机器上的管路尺寸,支管路*小尺寸建议不小于DN15。
    粗真空*系统管路材料的选择:
    1)传统的螺纹连接或焊接的钢管
    当直径在32以下时,施工比较方便,成本较低,是比较方便获得的材料。当直径加大后,重量比较大,螺纹加工比较困难,一般可考虑采用焊接钢管。
    当更大直径的管子重量会很重,尤其当需要安装头*有一定高度时,安装的费用将增大。
    2)不锈钢焊接管路
    可见这一材料除了美观,耐腐蚀外几乎没有优点,一般都使用在半导体行业或化工行业,抽除一定腐蚀性气体时所需。
    3)PPR热熔接管材
    中小管子比较合适,密封性好,施工比较麻烦。
    4)PVC PN10(Sch 40)或PVC PN16(SCH 80)管材
    由于PVC管材具有重量轻,易于施工的优点,目前是普通*真空系统**使用的材料。
    当使用环境**摄氏40度,或管路直径大于DN100时应采用PN16压力等级的PVC管材。

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