1.1真空的獲得

1.1.1真空的概述

“真空”一般是指在給定的空間內(nèi)低于一個(gè)大氣壓的氣體狀態(tài)。這種低壓空間的氣體稀薄程度，即真空度。真空度通常是用給定空間中的氣體壓強(qiáng)的大小來(lái)衡量，壓強(qiáng)愈低，真空度愈高。在這種低氣壓的環(huán)境下，對(duì)金屬進(jìn)行熔煉，即為真空熔煉。可見真空的獲得，是實(shí)現(xiàn)真空熔煉最重要的條件。

真空度量值的單位也是采用壓力的單位，在國(guó)際單位制中采用“牛頓每平方米”為單位，稱為“帕斯卡”(Pascal)，簡(jiǎn)稱為帕(Pa)即:

1Pa=1(N·m-2)

我國(guó)把真空度大致分為四個(gè)區(qū)域:

低真空——?dú)怏w壓強(qiáng)在105~102Pa之間。

中真空——?dú)怏w壓強(qiáng)在102~10-1Pa之間。

高真空——?dú)怏w壓強(qiáng)在10-1~10-5Pa之間。

超真空——?dú)怏w壓強(qiáng)小于10-5Pa。

真空熔煉一般在中真空和高真空區(qū)域進(jìn)行，視熔煉金屬或合金的性質(zhì)及用途而定。

真空系統(tǒng)一般由真空爐爐體、各種真空泵、冷阱、管道、閥門及各種真空儀表組成。

1.1.2真空泵

常用的真空泵有油封式機(jī)械真空泵、羅茨泵(機(jī)械增壓泵)、油增壓泵和油擴(kuò)散泵。下面簡(jiǎn)要介紹一下真空泵技術(shù)性能參數(shù)的意義和各種泵的結(jié)構(gòu)及工作原理。

①極限壓強(qiáng) 極限壓強(qiáng)是指當(dāng)泵口不接任何管道或容器的條件下，經(jīng)充分抽氣后所達(dá)到的最低壓強(qiáng)。在極限壓強(qiáng)下泵的抽速趨近于零。

②抽氣速率 抽氣速率是指在一定的入口壓強(qiáng)和溫度下，單位時(shí)間內(nèi)真空泵從被抽容器內(nèi)抽出的氣體體積。即

國(guó)際單位制中，抽速的單位應(yīng)該是立方米/秒(m3/s)或者是升/秒(L/s)等。

③最大出口壓強(qiáng) 最大出口壓強(qiáng)又叫最大反壓強(qiáng)。它是指在不破壞正常工作的情況下泵的排氣口的壓強(qiáng)。這對(duì)羅茨泵、油增壓泵和油擴(kuò)散泵較為重要。

(1)液環(huán)式真空泵

液環(huán)式真空泵(簡(jiǎn)稱液環(huán)泵或水環(huán)泵)是一種粗真空泵，它能獲得的極限壓力，對(duì)于單級(jí)泵為2.66~9.31kPa;對(duì)于雙級(jí)泵為0.133~0.665kPa，如果串聯(lián)大氣噴射器可能達(dá)到0.27~0.67kPa。由于液環(huán)泵壓縮氣體的過(guò)程是等溫的，故可抽出易燃、易爆的氣體，此外還可以抽出含塵、含水的氣體，因此在石油、化工、礦山、冶金、機(jī)械等部門的應(yīng)用日益增多。