各種真空泵簡介

1、真空泵簡介設計三室真空泵v真空泵是用各種方法在某一封閉空間中產(chǎn)生、改善和維持真空的裝置。v可定義為：利用機械、物理、化學等方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設備。隨著真空應用的發(fā)展，真空泵的種類已發(fā)展了很多種，其抽速可從每秒零點幾升到每秒幾十萬、數(shù)百萬升。v真空泵廣泛用于機械、化工、低溫設備、電子行業(yè)、冶金、石油、礦山等領域。真空泵的性能指標v抽速 單位時間內(nèi)，真空泵吸入口在吸入狀態(tài)下的氣體體積量（吸入壓力和溫度下的體積流量），單位是m/h、 m/min。 抽速與吸入壓力有關，吸入壓力愈低，抽氣速率愈小，直至極限真空時，抽氣速率為零。真空泵的性能指標v極限壓力 （單位：Pa） 泵裝有標準

2、試驗罩并按規(guī)定條件工作，在不引入氣體正常工作的情況下，趨向穩(wěn)定的最低壓力。即真空泵的入口端經(jīng)過充分抽氣后所能達到的最低的穩(wěn)定的壓力。 真空泵分類v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： 76010托； 低真空： 1010-3托； 高真空： 10-310-8托； 超高真空：10-810-12托， 極高真空：10-12托以下 （1標準大氣壓=760托，1托=133Pa）真空泵分類按其工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類型。v氣體輸送泵氣體輸送泵 使氣體不斷的吸入和排出，以達到抽氣目的。v氣體捕集泵氣體捕集泵 使氣體分子被吸附或凝結在泵的內(nèi)表面上，從而減小容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目

3、，達到抽氣目的。氣體捕集泵1、吸附泵、吸附泵主要依靠具有大表面的吸附劑（如多孔物質）的物理吸附作用來抽氣。2、吸氣劑泵、吸氣劑泵利用吸氣劑以化學結合方式捕獲氣體。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。氣體捕集泵有以下幾種型式：氣體捕集泵3、吸氣劑離子泵、吸氣劑離子泵使被電離的氣體通過電磁場或電場的作用吸附在有吸氣材料的表面上，以達到抽氣的目的。它有如下幾種型式：(1)蒸發(fā)離子泵：吸氣材料以間斷或連續(xù)方式升華（或蒸發(fā)）而覆在泵內(nèi)壁，吸附泵內(nèi)被電離的氣體，以實現(xiàn)抽氣。(2)濺射離子泵：吸氣材料由陰極連續(xù)濺射散出來，吸附泵內(nèi)被電離的氣體，以實現(xiàn)抽氣。4、低溫泵、低溫泵利用低溫表面捕集

4、氣體的真空泵。 氣體輸送泵 1、旋片式真空泵旋片式真空泵 3、往復式真空泵 5、滑閥式真空泵 7、干式真空泵 9、分子真空泵11、復合式真空泵13、氣體噴射泵 15、擴散泵等。 2、水環(huán)式真空泵水環(huán)式真空泵 4、定片式真空泵 6、余擺線真空泵 8、羅茨真空泵10、牽引分子泵12、水噴射真空泵14、蒸汽噴射泵真空泵油真空泵油v極低的蒸氣壓極低的蒸氣壓 這是真空泵油的最重要的性能，由于真空泵要求真空度很高，一般用石蠟基窄餾分潤滑油，對于擴散真空泵，還可使用蒸氣壓很低的硅油或其他合成油。 v合適的粘度和良好的粘溫特性合適的粘度和良好的粘溫特性 真空泵腔內(nèi)容積不斷變化而形成排氣作用，要求潤滑油應具有合

5、適的粘度和粘溫特性。 真空泵油作為獲得真空的介質，還對機械摩擦點起潤滑、冷卻和密封作用。對于真空泵油，有如下要求： 真空泵油真空泵油v良好的熱氧化安定性良好的熱氧化安定性 真空泵不斷向高速度發(fā)展，由于滑片和泵體的高速摩擦使油溫升高，油品很容易氧化分解，使系統(tǒng)內(nèi)蒸氣壓升高，真空度降低，因此要求真空泵油具有良好的熱氧化安定性。v較高的閃點較高的閃點 主要要求真空泵中不攜帶輕質組分，以免影響油品的飽和蒸氣壓。 真空泵油真空泵油v良好的抗腐蝕性和抗乳化性良好的抗腐蝕性和抗乳化性 真空泵吸入的如果是腐蝕性氣體，會與油發(fā)生化學反應，腐蝕泵內(nèi)零件；吸入空氣中往往含有水汽冷凝水，引起真空泵油的乳化并使金屬腐蝕

6、，所以要求具有良好的抗腐蝕和抗乳化性。 v較低的極限壓力較低的極限壓力 極限壓力是真空泵油重要的使用性能指標以了解在最低真空極限壓力下真空泵的極限壓力。真空泵選型v1、真空泵工作時產(chǎn)生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應選擇無振動的泵或者采取防振動措施。 v2、針對被抽氣體選擇相應的泵。如氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應考慮在泵的進氣管路安裝輔助設備，如冷凝器、除塵器等。 v3、真空泵在其工作壓強下，應能排走真空設備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。 選擇真空泵時的注意事項：真空泵選型v4、正確地組合真空泵。有的真空泵不能在大氣壓下工作，需要預真空；有的出口壓強低于大氣壓，需要

7、前級泵，因此需要把泵組合起來使用。v5、真空設備對油污染的要求。若設備嚴格要求無油時，應選各種無油泵。如果要求不嚴格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施。真空泵選型v7、真空泵排出的油蒸氣對環(huán)境的影響。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。 v8、真空泵的工作壓強應該滿足真空設備的極限真空及工作壓強要求。通常選擇泵的極限真空度要高于真空設備工作真空度半個到一個數(shù)量級。 v9、真空泵的價格、運轉及維修費用。謝 謝！旋片式真空泵v旋片泵是一種油封式機械真空泵，是真空技術中最基本的真空獲得設備之一。工作壓強范圍為1013251.3310-2Pa，屬于低真空泵。它可以單獨使用

8、，也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。v旋片泵多為中小型泵，有單級和雙級兩種。所謂雙級，就是在結構上將兩個單級泵串聯(lián)起來。一般多做成雙級的，以獲得較高的真空度。v已廣泛應用于冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等生產(chǎn)和科研部門。單級旋片泵 轉子偏心地裝在定子腔內(nèi)，外圓與定子的內(nèi)表面相切； 兩塊旋片借助彈簧張力和離心力緊貼在定子內(nèi)壁，在轉子槽內(nèi)滑動； 當轉子旋轉時，始終沿定子的內(nèi)壁滑動。旋片泵主要由定子、轉子、旋片、定蓋、彈簧等零件組成。單級旋片泵 當轉子旋轉時，與吸氣口相通的空間A容積增大，壓強不斷降低，當A內(nèi)的壓強低于被抽容器內(nèi)的壓強，氣體不斷被吸入，處于吸氣過程。 B腔的

9、容積逐漸減小，壓力不斷地增大，處于壓縮過程。 與排氣口相通的空間C容積減小，壓強升高，當氣體的壓強大于排氣壓強時，氣體推開排氣閥，穿過油箱內(nèi)的油層排至大氣中。泵連續(xù)運轉時，不斷地進行著吸氣、壓縮、排氣過程，達到連續(xù)抽氣的目的。兩個旋片把轉子、定子內(nèi)腔和定蓋所圍成的月牙型空間分隔成A、B、C三個部分。單級旋片泵 旋片泵的排氣閥浸在油里，以防止大氣流入泵中，油通過泵體上的間隙、油孔及排氣閥進入泵腔，使泵腔內(nèi)所有運動的表面被油覆蓋，形成了吸氣腔與排氣腔的密封，同時油還充滿了一切有害空間，以消除它們對極限真空的影響。單級旋片泵v (1)泵的結構上存在有害空間，該空間中的氣體是無法排除的。當旋片轉過排氣

10、口后，這一部分氣體又被壓縮，經(jīng)過轉子與泵腔間的縫隙又回到吸氣空間，所以每次總有些氣體排不盡。 單級旋片泵一般極限壓力只能達到1.3Pa(個別可達0.1Pa)，其極限壓力不能再降低，主要由于：單級旋片泵v (2)由于在泵工作時，泵腔的吸氣空間與排氣空間存在著一定的壓力差。當排氣空間的氣體被壓縮得很小時，它的壓力很高，會通過各種可能的途徑突破到吸氣空間去，使泵真空度下降。v (3)泵油在泵體內(nèi)循環(huán)流動過程中會溶解進大量氣體和蒸氣。在吸氣側，因為壓力較低，溶解的氣體又會跑出來，使泵的真空度不易提高。 為了提高泵的極限真空度，除了提高泵體、轉子、旋片的加工精度，盡量減少裝配間隙和有害空間以外，最有效的

11、辦法是將兩只單級泵串接起來，組成雙級泵。雙級旋片泵 氣體由進氣口進入室，當進入的氣體壓力較高時，氣體經(jīng)室壓縮，壓強急速增大，部分從高級排氣閥排出，部分經(jīng)過通道進入室，在室被壓縮，從低級排氣閥排出； 當進入室的氣體壓力較低時，雖經(jīng)室壓縮，也推不開高級排氣閥，氣體全部經(jīng)通道進入室，經(jīng)室的繼續(xù)壓縮，由低級排氣閥排出。雙級旋片泵由兩個工作室組成，兩室前后串聯(lián)，同向等速旋轉，室是低真空級，室是高真空級。雙級旋片泵v 泵工作一段時間后，由于高真空級進氣時壓力大大降低，其出口壓力也很小，這樣室進出氣口的壓力差也較小，被壓縮氣體返回的數(shù)量也相應減少；v同時，室中易蒸發(fā)的油分子不斷被前級室抽走，油蒸氣的分壓減少

12、了，因而雙級泵的油污染比單級小，極限真空度將大大提高。國內(nèi)雙級旋片泵的極限壓力可10-2pa，國外有的泵可達到10-3Pa。旋片式真空泵v旋片泵的抽速與入口壓強的關系規(guī)定如下：在入口壓強為1333Pa、1.33Pa和1.3310-1Pa下，其抽速值分別不得低于泵的名義抽速的95%、50%和20%。v旋片泵可以抽除密封容器中的干燥氣體，若附有氣鎮(zhèn)裝置，還可以抽除一定量的可凝性氣體。但它不適于抽除含氧過高的、對金屬有腐蝕性的、對泵油會起化學反應以及含有顆粒塵埃的氣體。 旋片泵-氣鎮(zhèn)閥v大氣中都含有一定量的水蒸氣，泵工作時所抽除的氣體多是某些可凝性氣體和永久性氣體的混合物。v在壓縮過程中，如果可凝性

13、氣體的分壓力超過了泵溫下的飽和蒸氣壓，它們就會凝結并與泵油混合，隨油一起循環(huán)。當它們返回到高真空端時又重新蒸發(fā)變成蒸汽。v隨著泵的運轉，凝結物不斷增加，使泵的極限真空和抽速降低。當抽除的氣體中濕度較大時，泵油的污染更加嚴重，使泵的密封、潤滑和冷卻性能變差，以至于經(jīng)常更換新油。旋片泵-氣鎮(zhèn)閥v氣鎮(zhèn)法是防止蒸汽凝結從而避免油污染的有效方法。為了從真空系統(tǒng)或真空容器中抽除可凝性氣體，油封式機械泵普遍設有氣鎮(zhèn)裝置。v這種方法是將室溫干燥的空氣經(jīng)氣鎮(zhèn)孔進入泵的壓縮腔中與被抽氣體相混合。當把這種混合氣體壓縮到排氣壓力時，由于摻氣作用使得其中的蒸汽分壓能保持在泵溫狀態(tài)的飽和蒸氣壓以下，因而蒸汽不會凝結而與其

14、它氣體一起被排至泵外。被抽氣體中蒸汽的含量越多，摻入的干燥氣體量就需越多。旋片泵-氣鎮(zhèn)閥v 采取氣鎮(zhèn)方法，雖然達到了排除蒸氣的目的，但由于摻氣增加了大氣突破漏入到吸氣端的可能性，因此對泵的抽速與極限真空都有影響。泵在摻氣過程中，其極限真空要比不摻氣時下降12個數(shù)量級。v一般在使用時，先使用氣鎮(zhèn)閥摻氣排除可凝性氣體。等到蒸氣基本抽除后，即可關閉氣鎮(zhèn)閥，繼續(xù)抽氣，經(jīng)過一定時間后，就可達到不摻氣時泵的極限真空了。旋片泵-氣鎮(zhèn)閥v氣鎮(zhèn)法主要是防止泵在壓縮過程中蒸氣的凝結，所以對那些從氣相狀態(tài)就能溶解在泵油中的蒸氣的抽除效果就比較差。v加裝了氣鎮(zhèn)裝置的機械真空泵，還有自凈化泵油的作用：當泵油被少量凝結液

15、污染后，只要將泵入口封死，然后打開氣鎮(zhèn)閥，經(jīng)一定時間抽氣運轉，泵油便能恢復原來的性能。水環(huán)式真空泵v泵的葉輪轉子旋轉而產(chǎn)生水環(huán)，由于轉子偏心旋轉而使水環(huán)與葉片間容積發(fā)生周期性改變而進行抽氣的機械真空泵。v水環(huán)泵是一種粗真空泵，它所能獲得的極限真空為20004000Pa，串聯(lián)大氣噴射器可達270670Pa。水環(huán)泵水環(huán)泵-工作原理工作原理v泵體中裝有適量水作為工作液。葉輪順時針旋轉時，水被拋向四周，形成一個近似等厚度的封閉圓環(huán)，水環(huán)的下部分內(nèi)表面與葉輪輪轂相切，上部內(nèi)表面與葉片頂端接觸。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉片分成若干個小腔。v如以葉輪下部0為起點，葉輪在旋轉前

16、180時小腔容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，吸氣終了小腔與吸氣口隔絕；當葉輪繼續(xù)旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮，當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。 水環(huán)泵水環(huán)泵-實際工作過程實際工作過程u 葉輪2和泵殼1形成水環(huán)3和工作腔5；u 工作腔容積由小變大，由大變小，構成壓縮過程；u 被抽氣體由入口4和進氣管8進入；u 氣體由排氣口6和排氣管7排出u 氣體和水經(jīng)7進入水箱10，水被回收；u 氣體經(jīng)管道9排入大氣。水環(huán)泵水環(huán)泵-能量傳輸過程能量傳輸過程u液體被葉輪帶動后，獲得動能并形成緊貼于泵腔的液環(huán)；u液體在泵腔內(nèi)回轉，在吸氣側不斷被加速，并吸入氣體；u在向排氣側轉動的

17、過程中，液體經(jīng)歷了加速減速的過程， 動能經(jīng)歷了增加降低，勢能則降低增加；u在排氣側，氣體被壓縮，而液體增加的勢能則被傳遞給氣 體，以抵抗氣體膨脹壓力；u壓縮的氣體在排氣側排出；u液環(huán)剩余的能量將會推動葉輪旋轉。水環(huán)泵水環(huán)泵-基本類型基本類型v單級泵：只有一個葉輪，為液環(huán)泵最常見的形式；v兩級泵：利用心軸將兩個單級泵串聯(lián)而成（非泵管道的串聯(lián)）；按照葉輪個數(shù)分類：兩級泵的極限真空度高，在較低壓力下仍具有較大抽速，所以兩級泵更適合較高真空條件下的需要。水環(huán)泵水環(huán)泵-基本類型基本類型v液環(huán)真空泵：進口為真空狀態(tài)，出口為大氣壓力，主要用于粗低真空獲得，化工行業(yè)的脫酸、脫氣等。v液環(huán)壓縮機：進口為大氣壓力

18、，出口高于大氣壓力，主要用于化工行業(yè)介質的輸送。v介于真空泵和壓縮機之間的液環(huán)泵：進口為真空狀態(tài)，出口為壓縮狀態(tài)，用于煤礦瓦斯氣體抽除和火爐煤氣的抽送。按照吸、排氣狀態(tài)分類：水環(huán)泵水環(huán)泵-基本類型基本類型v單作用：葉輪與泵體呈單偏心結構，葉輪旋轉一次進行一次吸、排氣。v雙作用：葉輪與泵體呈雙偏心結構，葉輪旋轉一次進行兩次吸、排氣。按照作用方式分類：單作用雙作用水環(huán)泵水環(huán)泵-優(yōu)點優(yōu)點u結構簡單，容易加工。操作簡單，維修方便。u結構緊湊，泵一般與電動機直聯(lián)，轉數(shù)較高。用較小的結構尺寸，可以獲得較大的排氣量。u泵腔內(nèi)無金屬摩擦表面，無須對泵內(nèi)進行潤滑。轉動件和固定件之間密封可直接由水封來完成。u泵腔

19、內(nèi)壓縮氣體過程溫度變化很小，可認為是等溫壓縮，故可以抽除易燃、易爆的氣體。u由于無排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體及氣水混合物。水環(huán)泵水環(huán)泵-缺點缺點 (1)效率低，一般在30左右，較好的可達50。 (2)真空度低。這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。水環(huán)泵水環(huán)泵-大氣噴射機組大氣噴射機組v對于水環(huán)泵，即使采用雙級泵，極限真空度的提高也只是在一定范圍之內(nèi)，這是因為受到水的飽和蒸汽壓的限制。水環(huán)泵的理論極限壓力就是水的飽和蒸汽壓，如果考慮氣體返流等因素的影響，實際上水環(huán)泵的極限壓力顯著比該水溫上的飽和蒸汽壓高。v為了提高前級泵的極限真空度，可以將

20、水環(huán)泵與大氣泵組合使用。水環(huán)-大氣噴射機組可以有效的減低水環(huán)泵的極限壓力，而且壓力較低條件下抽速明顯增加。水環(huán)泵水環(huán)泵-工作參數(shù)工作參數(shù)l單級泵：極限壓力2103Pa 8103Pa；l雙級泵：極限壓力2103Pa 4103Pa；l大氣噴射-水環(huán)泵：極限壓力0.27103Pa 1103Pa；l抽速：0.25m/min 500m/min；l工作溫度：被抽氣體20 40為宜。水環(huán)泵水環(huán)泵-選型選型v盡量在高效區(qū)工作，避免在臨界真空度或排氣壓力區(qū)域工作；v作為真空泵，盡量選擇單作用泵；v可考慮連接大氣噴射泵來擴大液環(huán)泵使用范圍；v作為壓縮機，選擇雙作用泵較合適。3、往復式真空泵 往復式真空泵(又稱活塞

21、式真空泵)屬于低真空獲得設備,靠活塞往復運動使泵腔（氣缸）的工作容積周期性地變化來抽氣。 工作時，吸氣管接被抽真空容器，排氣管直通大氣。往復真空泵抽氣量較大，抽氣速率范圍為每小時4520000立方米，單級泵極限壓力約為4102103Pa，雙級泵可達1Pa。3、往復式真空泵 往復泵多用于真空浸漬、鋼水真空處理、真空蒸餾、真空結晶、真空過濾等方面抽除氣體。在泵的吸氣口處若安裝冷凝器，可抽除含水蒸汽的氣體；若安裝過濾器，則可抽除含塵氣體。4、定片式真空泵 在圓柱泵腔內(nèi)有旋轉的偏心轉子，在泵缸體上裝有可以上下滑動的定片，借助于彈簧的作用壓向轉子，將泵腔分隔成A、B兩個空間。隨著轉子旋轉角度不同，兩個空

22、間體積交替增大或縮小，從而完成吸氣和排氣作用。4、定片式真空泵 定片式真空泵抽速較小，有單級、雙級之分，雙級泵的極限真空可達10-1Pa。泵的結構簡單、使用壽命較長和檢修容易，但由于其工作性能不如旋片泵，所以目前已經(jīng)很少生產(chǎn)和應用。5、滑閥式真空泵 泵體中裝有滑閥環(huán)(4)，滑閥環(huán)內(nèi)裝有偏心輪(3)，偏心輪固定在軸(2)上，軸與泵體中心線相重合。在滑閥環(huán)上裝有長方形的滑閥桿(5)，它能在半圓形滑閥導軌(7)中上下滑動及左右擺動，因此泵腔被滑閥環(huán)和滑閥桿分隔成A、B兩室。 泵在運轉過程中，由于A、B兩室容積周期性地改變，使被抽氣體不斷進入逐漸增大容積的吸氣腔；同時，在排氣腔隨著其容積的縮小而使氣體

23、受壓縮，并通過排氣閥排出泵外。NoImage 滑閥泵主要由泵體及在其內(nèi)部作偏心轉動的滑閥、半圓形的滑閥導軌、排氣閥、軸等組成。5、滑閥式真空泵v滑閥泵亦分單級泵和雙級泵，有立式和臥式兩種結構形式。雙級泵是由兩個單級泵串聯(lián)起來的，它的高、低真空室在同一泵體上，有的是直接鑄成一個整體，有的是壓入中隔板把泵腔分成高、低兩室。v單級泵的極限壓力為0.41.3Pa；雙級泵的極限壓力為610-2 10-1Pa。一般抽速超過150L/s的大泵都采用單級形式。這種泵可單獨使用，也可作其它泵的前級泵用。6、余擺線真空泵 當轉動軸旋轉時，偏心輪即帶動內(nèi)齒輪(即轉子)繞小齒輪作行星運動，泵體點永遠與轉子表面接觸，將

24、泵腔分隔成A和B兩室。轉子逆時針方向旋轉， A室內(nèi)壓力逐漸降低,氣體從吸氣口不斷被吸進，同時B室內(nèi)的氣體逐漸被壓縮，通過排氣閥排出泵外。 余擺線型轉子在泵腔內(nèi)作行星運動，使工作室容積周期性變化以實現(xiàn)抽氣。在泵腔內(nèi)各運動件表面間用油膜密封，所以這種泵是一種油封式機械真空泵。它主要由泵體和轉子構成。轉子的型線為余擺線，泵腔型線為轉子型線的外包絡線。轉子上的內(nèi)齒輪與固定在泵蓋上的小齒輪嚙合。6、余擺線真空泵v1) 運轉平穩(wěn)、振動小，尺寸小、抽速大。 v2) 在低壓范圍內(nèi) (1 l00Pa) 其抽速特性曲線優(yōu)于滑閥泵。 v3) 對被抽氣體中含有一定量的粉塵及小顆粒等不太敏感。 v4) 適應較高溫度的工作環(huán)境，可通過溫控裝置使泵腔保持較高溫度 ( 即成為余擺線熱泵 ) ，以抽除大量的可凝性水蒸汽。 從結構原理和使用性能來看，余擺線泵與同類型泵相比有很多優(yōu)點： 由于余擺線泵在 1 l0Pa 壓力范圍內(nèi)仍具有很大的抽速，因此該泵適用于真空行業(yè)中的 大排氣量裝置。目