真空工程技术丛书 真空系统设计PDF电子书下载

1 真空系统的组成与设计概述 1

1.1 真空系统的形式与组成 1

1.1.1 真空系统的形式 1

1.1.2 真空系统的组成 1

1.2 真空机组 5

1.2.1 低真空抽气机组 5

1.2.2 中真空抽气机组 7

1.2.3 高真空抽气机组 9

1.2.4 超高真空抽气机组 9

1.3 典型真空系统 10

1.3.1 粗真空系统 10

1.3.2 低真空系统 11

1.3.3 中真空系统 11

1.3.4 高真空系统 12

1.3.5 超高真空系统 13

1.4 真空系统设计概述 21

1.4.1 真空系统设计的已知条件 21

1.4.2 真空系统设计计算的一般程序 22

1.4.3 真空系统设计的基本原则及注意事项 22

2 真空系统组成元件 25

2.1 真空阀门 25

2.1.1 真空阀门的分类与型号 25

2.1.2 真空阀门的作用 26

2.1.3 真空阀门的工作形式 27

2.1.4 真空阀门密封结构与密封力计算 46

2.2 气体流量（质量流量）控制元件 56

2.2.1 D07-7型质量流量控制器 56

2.2.2 数字式热质量流量控制计 58

2.3 捕集器（阱） 59

2.3.1 机械捕集器 59

2.3.2 冷凝捕集器 72

2.3.3 吸附捕集器 82

2.3.4 其他捕集器 85

2.4 除尘器 87

2.4.1 旋风除尘器 87

2.4.2 湿式除尘器 93

2.4.3 电除尘器 94

2.4.4 粗除尘器 97

2.5 真空继电器 98

2.5.1 无触点真空继电器 98

2.5.2 触点式真空继电器 100

2.6 真空规 108

2.6.1 液压式真空规 108

2.6.2 弹性变形真空规 112

2.6.3 辐射计型真空规 115

2.6.4 电离真空规 117

2.6.5 真空测量技术 119

3 真空密封连接 125

3.1 概述 125

3.2 不可拆密封连接 126

3.2.1 真空焊接 127

3.2.2 真空封接 142

3.2.3 真空粘接 157

3.2.4 真空系统密封构件的焊接与组装 157

3.3 可拆静密封连接 167

3.3.1 密封材料与密封结构形式 168

3.3.2 真空橡胶密封结构设计 177

3.3.3 真空法兰连接 190

3.3.4 真空螺纹密封连接 216

3.4 电输入密封连接 219

3.4.1 概述 219

3.4.2 电极引入密封结构 220

3.5 真空动密封连接 233

3.5.1 概述 233

3.5.2 接触式动密封连接 234

3.5.3 非接触式动密封连接 251

3.5.4 柔性连接密封 259

3.6 观察窗密封结构 263

4 真空中气体的流动状态及判别 266

4.1 气体流动的基本状态 266

4.1.1 湍流 266

4.1.2 黏滞流 266

4.1.3 分子流 267

4.1.4 黏滞－分子流（过渡流） 268

4.2 流动状态的判别 270

4.2.1 湍流与黏滞流的判别 270

4.2.2 黏滞流与分子流的判别 271

4.3 气体流态判别例题 272

5 真空管路的流导计算 273

5.1 概述 273

5.1.1 气体的流量 273

5.1.2 管路的流导 273

5.2 管路元件串联、并联时管路的流导计算 273

5.2.1 串联管路的流导计算 273

5.2.2 并联管路的流导计算 274

5.3 简单管道的流导计算 275

5.3.1 黏滞流态简单管道的流导计算 275

5.3.2 分子流态管道的流导计算 288

5.3.3 黏滞－分子流态管道的流导计算 310

5.4 管道流导计算中的平均压力取值的误差分析与计算方法 311

5.5 真空管道流导计算例题 316

6 真空系统抽气时间与压力计算 318

6.1 气体负荷的计算 318

6.1.1 真空系统内的总气体负荷 318

6.1.2 漏气流量Ql的计算 318

6.1.3 放气流量Qf的计算 319

6.1.4 渗透气体流量Qs的计算 321

6.1.5 工艺过程中真空室内产生的气体流量Qg的计算 322

6.1.6 大气压下的气体量Qa 323

6.2 真空系统抽气方程与有效抽速 324

6.2.1 真空系统的抽气方程 324

6.2.2 真空室出口的有效抽速 324

6.3 抽气时间的计算 326

6.3.1 低真空抽气时间的计算 326

6.3.2 高真空抽气时间的计算 331

6.4 真空室压力计算 333

6.4.1 真空室的极限压力 333

6.4.2 真空室的工作压力 334

6.4.3 抽气过程中真空室内压力的计算 334

6.5 设计计算例题 338

7 真空泵的选择与匹配计算 346

7.1 主泵的选择与计算 346

7.1.1 主泵类型的确定 346

7.1.2 主泵抽速的计算 347

7.2 前级真空泵（或预抽泵）的选择与计算 349

7.2.1 前级泵的选配原则 349

7.2.2 前级泵抽速粗算 349

7.2.3 前级泵抽速验算 351

7.2.4 选取前级泵的经验公式 351

7.3 粗抽泵的选配 352

7.4 维持泵和储气罐的设计计算 352

7.4.1 维持泵和储气罐的作用 352

7.4.2 维持泵的设计计算 353

7.4.3 储气罐的设计计算 354

7.4.4 带有储气罐的真空机组配前级泵计算 356

8 真空系统的计算机辅助设计 358

8.1 概述 358

8.2 计算机在真空系统设计中的应用 358

8.3 蒙特卡洛模拟方法在真空系统设计中的应用 361

8.3.1 蒙特卡洛模拟方法的特点及应用 361

8.3.2 传输几率模拟计算 362

8.3.3 蒙特卡洛模拟计算方法的基本步骤 375

9 真空系统常用材料 382

9.1 真空系统常用材料的分类 382

9.2 材料的真空性能 383

9.2.1 真空系统的动态平衡方程 383

9.2.2 材料的渗透率 384

9.2.3 材料的放气性能 385

9.2.4 真空材料的其他性能 388

9.3 真空材料的选材原则 388

9.3.1 真空容器壳体及内部零件材料的选材要求 388

9.3.2 密封材料的选材要求 389

9.4 金属材料 389

9.4.1 铸件 390

9.4.2 纯铁 390

9.4.3 碳素钢 391

9.4.4 不锈钢 391

9.4.5 不锈复合钢板 393

9.4.6 有色金属材料 393

9.4.7 贵重金属材料 398

9.4.8 难熔金属材料 399

9.4.9 铁镍合金与可伐合金 401

9.4.10 钕铁硼永磁材料 404

9.5 玻璃与金属封接 406

9.5.1 玻璃 406

9.5.2 金属封接 410

9.6 塑料 414

9.6.1 聚四氟乙烯 414

9.6.2 聚乙烯和聚丙烯 415

9.6.3 有机玻璃 416

9.7 石墨及石墨（碳）纤维 416

9.7.1 石墨 416

9.7.2 碳纤维与石墨纤维 420

9.7.3 石墨纤维－树脂复合材料（碳纤维增强塑料） 421

9.7.4 石墨纤维增强金属基复合材料 422

9.8 橡胶材料 422

9.8.1 真空合成橡胶 423

9.8.2 真空密封橡胶的选择 424

9.9 环氧树脂 425

9.10 辅助密封材料 426

9.10.1 真空封蜡 426

9.10.2 真空封脂 426

9.10.3 真空封泥 426

9.10.4 真空漆 427

9.10.5 真空黏结剂 427

9.11 吸气剂与吸附剂 428

9.11.1 吸气剂 428

9.11.2 吸附剂 431

9.12 真空泵油 433

9.12.1 机械真空泵油 433

9.12.2 扩散泵油 436

9.13 真空润滑油与真空润滑脂 438

9.13.1 真空润滑的特点 438

9.13.2 真空润滑油 439

9.13.3 真空润滑脂 440

9.13.4 真空轴承的润滑技术 440

9.14 真空工程中的常用气体 441

9.14.1 惰性气体 441

9.14.2 活性气体 442

10 真空系统结构设计与清洁卫生 444

10.1 真空系统的结构设计 444

10.2 真空规管的安装连接 448

10.2.1 真空规管安装位置的设计 448

10.2.2 规管与被测系统的连接形式 450

10.3 真空系统的清洁与卫生 452

10.3.1 真空系统材料表面常见的污染形式 452

10.3.2 材料表面净化概述 453

10.3.3 金属材料表面净化处理的基本方法 453

10.3.4 非金属材料的清洗 464

10.3.5 清洗的基本程序 465

10.3.6 清洁零件的存放 466

11 真空系统的安装调试与操作维修 469

11.1 真空系统的安装调试 469

11.1.1 常用真空系统的安装 469

11.1.2 真空系统的调试 469

11.2 真空系统操作及注意事项 470

11.2.1 常用真空系统的基本操作规则 470

11.2.2 机械泵抽气系统的操作 472

11.2.3 扩散泵抽气系统的操作 472

11.2.4 涡轮分子泵抽气系统 474

11.2.5 溅射离子泵－钛升华泵无油抽气系统 476

11.2.6 低温泵抽气系统 478

11.3 系统常见故障及其排除 481

11.3.1 油封机械真空泵机组常见故障及其排除 481

11.3.2 扩散泵系统常见故障及其排除 483

11.3.3 真空系统油蒸气返流的排除方法 486

11.3.4 其他抽气系统常见故障及其排除 486

11.4 真空系统的维修方法 488

11.4.1 真空系统的故障诊断 488

11.4.2 真空系统故障的平分检测法 491

11.4.3 真空系统故障的替换检测法 492

参考文献 494