|
|
|||||||||||||||||
真空泵是指利用機(jī)械、物理,、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備,。通俗來講,，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善,、產(chǎn)生和維持真空的裝置,。
按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類型,，即氣體捕集泵和氣體傳輸泵,。其廣泛用于冶金,、化工,、食品、電子鍍膜等行業(yè),。
隨著真空應(yīng)用的發(fā)展,，真空泵的種類已發(fā)展了很多種，其抽速?gòu)拿棵肓泓c(diǎn)幾升到每秒幾十萬,、數(shù)百萬升,。隨著真空技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對(duì)其應(yīng)用壓強(qiáng)范圍的要求越來越寬，大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿足生產(chǎn)和科學(xué)研究過程的要求,，由于真空應(yīng)用部門所涉及的工作壓力的范圍很寬,，因此任何一種類型的真空泵都不可能適用于所有的工作壓力范圍，只能根據(jù)不同的工作壓力范圍和不同的工作要求,，使用不同類型的真空泵,。為了使用方便和各種真空工藝過程的需要，有時(shí)將各種真空泵按其性能要求組合起來,，以機(jī)組型式應(yīng)用,。
常用真空泵包括干式螺桿真空泵、水環(huán)泵、往復(fù)泵,、滑閥泵,、旋片泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵等,，這些泵是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用真空工藝過程中可少的主力泵種,。近年來， 伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展,，真空泵相關(guān)下游應(yīng)用行業(yè)保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭,，同時(shí)在真空泵應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展等因素的共同拉動(dòng)下，我國(guó)真空泵行業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定地快速的發(fā)展,。
泵體結(jié)構(gòu)形式
真空泵的泵體的布置結(jié)構(gòu)決定了泵的總體結(jié)構(gòu),。
立式結(jié)構(gòu)的進(jìn)、排氣口水平設(shè)置,，裝配和連接管路都比較方便,。但泵的重心較高，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差,，故這種型式多用于小泵,。
臥式泵的進(jìn)氣口在上，排氣口在下,。有時(shí)為了真空系統(tǒng)管道安裝連接方便,，可將排氣口從水平方向接出，即進(jìn),、排氣方向是相互垂直的,。此時(shí)，排氣口可以從左或右兩個(gè)方向開口,，除接排氣管道一端外,，另一端堵死或接旁通閥。這種泵結(jié)構(gòu)重心低,，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好,。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu),。
泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸與水平面垂直安裝,。這種結(jié)構(gòu)裝配間隙容易控制，轉(zhuǎn)子裝配方便,，泵占地面積小,。但泵重心較高且齒輪拆裝不便，潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜,。
泵的傳動(dòng)方式
⑴真空泵工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)工藝過程及環(huán)境有無影響,。若工藝過程不允許,，應(yīng)選擇無振動(dòng)的泵或者采取防振動(dòng)措施。
⑵了解被抽氣體成分,，氣體中含不含可凝蒸氣,，有無顆粒灰塵,，有無腐蝕性等,。選擇真空泵時(shí)，需要知道氣體成分,，針對(duì)被抽氣體選擇相應(yīng)的泵,。如果氣體中含有蒸氣、顆粒,、及腐蝕性氣體,，應(yīng)該考慮在泵的進(jìn)氣口管路上安裝輔助設(shè)備，如冷凝器,、除塵器等,。
⑶真空泵在其工作壓強(qiáng)下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量,。
⑷正確地組合真空泵,。由于真空泵有選擇性抽氣，因而,，有時(shí)選用一種泵不能滿足抽氣要求,，需要幾種泵組合起來，互相補(bǔ)充才能滿足抽氣要求,。如鈦升華泵對(duì)氫有很高的抽速,，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵,，（或二極型非對(duì)稱陰極濺射離子泵）對(duì)氬有一定的抽速,，兩者組合起來,，便會(huì)使真空裝置得到較好的真空度,。另外，有的真空泵不能在大氣壓下工作,，需要預(yù)真空,；有的真空泵出口壓強(qiáng)大氣壓，需要前級(jí)泵,，故都需要把泵組合起來使用,。
⑸真空設(shè)備對(duì)油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時(shí),，應(yīng)該選各種無油泵,，如：水環(huán)泵,、分子篩吸附泵、濺射離子泵,、低溫泵等,。如果要求不嚴(yán)格，可以選擇有油泵,，加上一些防油污染措施,，如加冷阱、障板,、擋油阱等,，也能達(dá)到清潔真空要求。
⑹正確地選擇真空泵的工作點(diǎn),。每種泵都有一定的工作壓強(qiáng)范圍,，如：2BV系列水環(huán)真空泵工作壓強(qiáng)范圍760mmHg~25mmHg（絕壓），在這樣寬壓強(qiáng)范圍內(nèi),，泵的抽速隨壓強(qiáng)而變化（詳細(xì)變化情況參照泵的性能曲線）,，其穩(wěn)定的工作壓強(qiáng)范圍為760~60mmHg。因而,，泵的工作點(diǎn)應(yīng)該選在這個(gè)范圍之內(nèi)較為適宜,，而不能讓它在25~30mmHg下長(zhǎng)期工作。
⑺真空泵排出來的油蒸氣對(duì)環(huán)境的影響如何,。如果環(huán)境不允許有污染,，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外,。
⑻真空泵的工作壓強(qiáng)應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強(qiáng)要求,。如：某真空干燥工藝要求10mmHg的工作真空度，選用的真空泵的極限真空度至少要2mmHg,，**能達(dá)到1mmHg,。通常選擇泵的極限真空度要高于真空設(shè)備工作真空度半個(gè)到一個(gè)數(shù)量級(jí)。
⑼真空泵的價(jià)格,、運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用,。
真空泵機(jī)械安裝
⑴真空泵應(yīng)安裝在地面結(jié)實(shí)堅(jiān)固的場(chǎng)所，周圍應(yīng)留有充分的余地,，便于檢查,、維護(hù)、保養(yǎng),。
⑵真空泵底座下應(yīng)保持地基水平,，底座四角處建議墊減震橡皮或用螺栓澆制安裝，確保真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),，振動(dòng)小,。
⑶真空泵與系統(tǒng)的連接管道應(yīng)密封可靠,，對(duì)小真空泵可采用金屬管路連接密封墊采用耐油橡膠，對(duì)小真空泵可采用真空膠管連接,，管道管徑不得小于真空泵吸氣口徑,，且要求管路短而少?gòu)濐^。（焊接管路時(shí)應(yīng)清除管道中焊渣,，嚴(yán)禁焊渣進(jìn)入真空泵腔,。）
⑷在連接管路中，用戶可在真空泵進(jìn)氣口上方安裝閥門及真空計(jì),，隨時(shí)可檢查真空泵的極限壓力,。
⑸按電動(dòng)機(jī)標(biāo)牌規(guī)定連接電源，并接地線和安裝合適規(guī)格的熔斷器及熱繼電器,。
⑹真空泵通電試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，須取下電機(jī)皮帶，確認(rèn)真空泵轉(zhuǎn)向符合規(guī)定方向方可投入使用,，以防真空泵反轉(zhuǎn)噴油,。（轉(zhuǎn)向按防護(hù)罩指示方向）
⑺對(duì)于有冷卻水的真空泵，按規(guī)定接通冷卻水,。
⑻如真空泵口安裝電磁閥時(shí),，閥與真空泵應(yīng)同時(shí)動(dòng)作。
⑼當(dāng)真空泵排出氣體影響工作環(huán)境時(shí),，可在排氣口裝接管道引離或裝接油霧過濾器,。
泵體結(jié)構(gòu)形式
真空泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子是通過一對(duì)高精度齒輪來實(shí)現(xiàn)其相對(duì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。主動(dòng)軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接,。在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種：其一是電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖,。從動(dòng)轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過去帶動(dòng)，這樣主動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小,，則兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的間隙不會(huì)因主動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形大而改變,，故使轉(zhuǎn)子之間的間隙在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均勻。這種傳動(dòng)方式的**缺點(diǎn)是：a.主動(dòng)軸上有三個(gè)軸承,，增加了泵的加工和裝配難度,，齒輪的拆裝及調(diào)整也不便；b.整體結(jié)構(gòu)不勻稱,，泵的重心偏向電動(dòng)機(jī)和齒輪箱一側(cè),。
特點(diǎn)
(1)在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速,；
(2)轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對(duì)稱性,，故振動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙,，不用潤(rùn)滑,，摩擦損失小，可大大降低驅(qū)動(dòng)功率,，從而可實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速,；
(3)泵腔內(nèi)無需用油密封和潤(rùn)滑，可減少油蒸氣對(duì)真空系統(tǒng)的污染,；
(4)泵腔內(nèi)無壓縮,，無排氣閥。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、緊湊,，對(duì)被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感；
(5)壓縮比較低,，對(duì)氫氣抽氣效果差,；
(6)轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線柱面，加工和檢查比較困難,。
氣體傳輸泵
氣體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出,，借以達(dá)到抽氣目的的真空泵，這種泵基本上有兩種類型：
變?nèi)菡婵毡?/span>
利用泵腔容積的周期性變化來完成吸氣和排氣過程的一種真空泵,，氣體在排出前被壓縮,。這種泵分為往復(fù)式及旋片式兩種：
（1）往復(fù)式真空泵：
是利用泵腔內(nèi)活塞做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，將氣體吸入,、壓縮并排出,。因此，又稱為活塞式真空泵,。
（2）旋片式真空泵：
是利用泵腔內(nèi)活塞做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，將氣體吸入、壓縮并排出,。旋轉(zhuǎn)真空泵又有如下幾種形式：
①油封式真空泵：它是利用油類密封各運(yùn)動(dòng)部件之間的間隙,，減少有害空間的一種旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡谩＿@種泵通常帶有氣鎮(zhèn)裝置,，故又稱氣鎮(zhèn)式真空泵,。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為如下五種形式。
a旋片式真空泵：轉(zhuǎn)子以一定的偏心距裝在泵殼內(nèi)并與泵殼內(nèi)表面的固定面靠近,，在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有兩個(gè)（或兩個(gè)以上）旋片,，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)旋片能沿其徑向槽往復(fù)滑動(dòng)且與泵殼內(nèi)壁始終接觸，此旋片隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn),，可將泵腔分成幾個(gè)可變?nèi)莘e,。
b.滑閥式真空泵：在偏心轉(zhuǎn)子外部裝有一個(gè)滑閥，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑閥沿泵殼內(nèi)壁滑動(dòng)和滾動(dòng),，滑閥上部的滑閥桿能在可擺動(dòng)的滑閥導(dǎo)軌中滑動(dòng),，而泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e,。
c.定片式真空泵：在泵殼內(nèi)裝有一個(gè)與泵內(nèi)表面靠近的偏心轉(zhuǎn)子，泵殼上裝有一個(gè)始終與轉(zhuǎn)子表面接觸的徑向滑片,，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),，滑片能上下滑動(dòng)將泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。
d.余擺線式真空泵：在泵腔內(nèi)偏心裝有一個(gè)型線為余擺線的轉(zhuǎn)子,，它沿泵腔內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)并將泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e,。
e.多室旋片式真空泵：在一個(gè)泵殼內(nèi)并聯(lián)裝有由同一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)獨(dú)立工作室的旋片真空泵。
②干式螺桿真空泵：它是一種不用油類（或液體）密封的變?nèi)菡婵毡谩?/span>
③液環(huán)式真空泵：帶有多葉片的轉(zhuǎn)子偏心裝在泵殼內(nèi),，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí),，把液體（通常為水或油）拋向泵殼內(nèi)形成泵殼同心的環(huán)液，環(huán)液同轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期性變化的幾個(gè)小容積,，故亦稱旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡谩?/span>
④羅茨真空泵：泵內(nèi)裝有兩個(gè)相反方向同步旋轉(zhuǎn)的雙葉形或多葉形的轉(zhuǎn)子,，轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子同泵殼內(nèi)壁之間均保持一定的間隙,。它屬于旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡?。機(jī)械增壓泵即為這種形式的真空泵。
動(dòng)量傳輸泵
這種泵是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉片或高速射流,，把動(dòng)量傳輸給氣體或氣體分子,，使氣體連續(xù)不斷地從泵的入口傳輸?shù)匠隹凇＞唧w可分為下述幾種類型,。
（1）分子真空泵：
它是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子把能量傳輸給氣體分子,，使之壓縮、排氣的一種真空泵,。它有如下幾種型式：
① 牽引分子泵：氣體分子與高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子相碰撞而獲得力量,，被送到出口，因此,，是一種動(dòng)量傳輸泵,。
②渦輪分子泵：泵內(nèi)裝有帶槽的圓盤或帶葉片的轉(zhuǎn)子，它在定子圓盤（或定片）間旋轉(zhuǎn),。轉(zhuǎn)子圓周的線速度很高,。這種泵通常在分子流狀態(tài)下工作。
③復(fù)合分子泵：它是由渦輪式和牽引式兩種分子泵串聯(lián)起來的一種復(fù)合式分子真空泵,。
（2）噴射真空泵：
它是利用文丘里（VENTURI）效應(yīng)的壓力降生產(chǎn)的高速射流把氣體輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵,，適于在粘滯留和過渡流狀態(tài)下工作。這種泵又可詳細(xì)地分成以下幾種：
①液體噴射真空泵：以液體（通常為水）為工作介質(zhì)的噴射真空泵,。
②氣體噴射真空泵：以非可凝性氣體作為工作介質(zhì)的噴射真空泵,。
③蒸汽噴射真空泵：以蒸汽（水、油或汞蒸汽）作為工作介質(zhì)的餓噴射真空泵
（3）擴(kuò)散泵：
以低壓高速蒸汽流（油或汞等蒸汽）作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。氣體分子擴(kuò)散到蒸汽射流中,，被送到出口,。在射流中氣體分子密度始終是很低的,，這種泵適于在分子流狀態(tài)下工作,。可分為：
①自凈化擴(kuò)散泵：泵液中易揮發(fā)的雜質(zhì)經(jīng)專門的機(jī)械輸送到出口而不回到鍋爐中的一種油擴(kuò)散泵
②分餾式擴(kuò)散泵：這種泵具有分餾裝置,，使蒸汽壓強(qiáng)較低的工作液蒸汽進(jìn)入高真空工作的噴嘴,，而蒸汽壓強(qiáng)較高的工作液蒸汽進(jìn)入低真空工作的噴嘴，它是一種多級(jí)油擴(kuò)散泵,。
（4）擴(kuò)散噴射泵：
它是一種有擴(kuò)散泵特性的單級(jí)或多級(jí)噴嘴與具有噴射真空泵特性的單級(jí)或多級(jí)噴嘴串聯(lián)組成的一種動(dòng)量傳輸泵,。油增壓泵即屬于這種形式。
（5）離子傳輸泵：
它是將被電離的氣體在電磁場(chǎng)或電場(chǎng)的作用下,，輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵,。
氣體捕集泵
這種泵是一種是氣體分子被吸附或凝結(jié)在泵的內(nèi)表面上，從而減小了容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目而達(dá)到抽氣目的的真空泵,，有以下幾種型式,。
吸附泵：它主要依靠具有大表面的吸附劑（如多孔物質(zhì)）的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵
吸氣劑泵：它是一種利用吸氣劑以化學(xué)結(jié)合方式捕獲氣體的真空泵。吸氣劑通常是以塊狀或沉積新鮮薄膜形式存在的金屬或合金,。升華泵即屬于這種形式,。
吸氣劑離子泵：它是使被電離的氣體通過電磁場(chǎng)或電場(chǎng)的作用吸附在有吸氣材料的表面上，以達(dá)到抽氣的目的,。它有如下幾種型式,。
（1）蒸發(fā)離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在以間斷或連續(xù)方式升華（或蒸發(fā)）而覆在泵內(nèi)壁的吸氣材料上，以實(shí)現(xiàn)抽氣的一種真空泵,。
（2）濺射離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在由陰極連續(xù)濺射散出來的吸氣材料上,，以實(shí)現(xiàn)抽氣目的的一種真空泵。
低溫泵：利用低溫表面捕集氣體的真空泵
按其真空度可以分為：粗真空,、高真空,、超高真空三大類。
粗真空系
主要用來抽除空氣和其它有一定腐蝕性,、不溶于水,、允許含有少量固體顆粒的氣體。廣泛用于食品,、紡織,、**、化工等行業(yè)的真空蒸發(fā),、濃縮,、浸漬、干燥等工藝過程中。該型泵具有真空度高,、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，使用方便、工作可靠,、維護(hù)方便的特點(diǎn),。
主要用于粗真空。抽氣量大的工藝過程中,。它主要用來抽除空氣和其它無腐蝕,，不溶于水，含有少量固體顆粒的氣體,，以便在密閉容器中形成真空,。所吸氣體中允許混有少量液體。它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械,、制藥,、食品、石油化工等行業(yè)中,。
是獲得粗真空的主要真空設(shè)備之一,。廣泛應(yīng)用于化工、食品,、建材等部門,，特別是在真空結(jié)晶、干燥,、過濾,、蒸發(fā)等工藝過程中更為適宜。
無油(耐腐蝕)立式往復(fù)真空泵是臥式真空泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品,，是獲得粗真空的主要設(shè)備,。由于采用全密封裝置，實(shí)現(xiàn)了曲軸箱和汽缸的隔離,；加上活塞環(huán)使用了自潤(rùn)滑材料,，便實(shí)現(xiàn)了的無油潤(rùn)滑。由于無污水排放,，所以該型真空泵特別適用于化工,、**和食品等行業(yè)的真空蒸餾、真空蒸發(fā),、真空干燥,、真空濃縮、真空浸漬等工藝過程中,。
高真空系
滑閥式真空泵（Rotary Piston Vacuum Pump）
廣泛應(yīng)用于真空拉晶,、真空鍍膜,、真空冶金、真空熱處理,、真空浸漬,、真空干燥、真空蒸餾,、真空練泥,、航空航天模擬試驗(yàn)等新材料、新技術(shù),、新工藝的生產(chǎn)與研制中,。
滑閥真空泵可單獨(dú)使用,，也可作為羅茨真空泵,、油增壓泵、油擴(kuò)散泵的前級(jí)泵的使用,。當(dāng)抽吸對(duì)黑色金屬有腐蝕,、對(duì)真空油起化學(xué)反應(yīng)、含大量蒸汽,、大量粉塵的氣體時(shí),，需附加裝置。優(yōu)點(diǎn)：相比旋片式真空泵耐用性要高好幾倍且抽氣速率大,，價(jià)格相對(duì)高一點(diǎn),。
用來抽除密閉容器的氣體的基本設(shè)備之一。它可以單獨(dú)使用,，也可作為增壓泵,、擴(kuò)散泵、分子泵的前級(jí)泵使用,。該型泵廣泛應(yīng)用于冶金,、機(jī)械、電子,、化工,、石油、**等行業(yè)的真空冶煉,、真空鍍膜,、真空熱處理，真空干燥等工藝過程中,。
旋片式真空泵( Sliding Vane Rotary Vacuum Pump )
具有結(jié)構(gòu)緊湊,，體積小，重量輕,，噪音低,，振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。所以，它適用于作擴(kuò)散泵的前級(jí)泵,，而且更適用于精密儀器配套和實(shí)驗(yàn)室使用,。例如：質(zhì)譜儀器，冰箱流水線,，真空冷凍干燥機(jī)等,。
羅茨真空泵( Roots Vacuum Pump )
是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡茫氂星凹?jí)泵配合方可使用在較寬的壓力范圍內(nèi),，有較大的抽速,，對(duì)被抽除氣體中含有灰塵和水蒸汽不敏感。廣泛用于冶金,、化工,、食品、電子鍍膜等行業(yè),。主要用于真空機(jī)組的主泵,，需要用前級(jí)泵輔助。如：水環(huán)式真空泵,，滑閥真空泵,，立式無油真空泵，分子真空泵等,。國(guó)內(nèi)**羅茨真空泵保持紀(jì)錄為20000L/S,。
|
