真空泵

真空泵

真空泵(英文Vacuum pump)是指利用機械、物理、化學或物理化學的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設備。真空泵是一種鏇轉式變容真空泵須有前級泵配合方可使用在較寬的壓力範圍內有較大的抽速對被抽除氣體中含有灰塵和水蒸汽不敏感廣泛用於冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業。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。

基本信息

機械簡介

真空泵廣泛用於塑膠機械、農藥化工、染料化工、磚瓦機械、低溫設備、造紙機械、醫藥化工、食品機械、工業電爐、電子行業、真空設備、化肥、冶金、石油礦山地基處理等領域。還提供真空泵諮詢、真空泵問題解決、真空泵調試、真空泵維修保養等服務。2BA型水環式真空泵是為滿足真空泵可帶水吸氣這一要求,在原SKF型和2FA型水環式真空泵的基礎上,自行開發研製而成的新一代水環式真空泵。它設計先進、結構新穎,適用於各種較為苛刻、複雜的套用領域。它可抽吸含有大量水氣,可凝汽的介質,在抽吸易燃,易爆或有毒、有腐蝕性氣體時不易發生危險,故可廣泛套用於機械、石油、化工、電力、製藥、食品、陶瓷、製糖、印染、冶金、塑膠、瓦磚、皮革等行業,特別適用於塑膠配套使用,2BA型水環式真空泵分別取代SZ、SK、2SK-3、2SK-6、2S-185、2SK-230和W型往復式真空泵。人們在使用過程中經常碰到輸送化學氣體,這就需要引進耐腐蝕真空泵的新概念。它是利用陶瓷這一特殊介質來做過流部分的,真正符合了通常的“耐磨、耐酸、耐鹼、耐高溫”的要求。此型號是上海意海最近推出的新產品。

機械原理

GG-17玻璃膨脹係數低,能更好地耐受很高的溫度差變,故該泵比同型泵能受得起高溫而且使用壽命也更長。該泵適用於電子工業,如電子管顯像管。X光管,以及半導體單晶矽的冶煉提純,高沸點的油脂蒸餾提純分離,日光燈,保溫瓶高真空排氣的儀器。 先由轉動真空泵把系統抽到10-2Pa擴散泵油被加熱沸騰,以高速從噴出的油蒸汽流不斷將系統內氣體分子帶到泵的側臂彎管球泡處集結,待氣體密度達到機械真空泵的工作範圍而被抽出,從而逐漸獲得高真空。水環真空泵(簡稱水環泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa,串聯大氣噴射器可達270~670Pa。水環泵也可用作壓縮機,稱為水環式壓縮機,是屬於低壓的壓縮機,其壓力範圍為1~2×105Pa表壓力。
水環泵最初用作自吸水泵,而後逐漸用於石油、化工、機械、礦山、輕工、醫藥及食品等許多工業部門。在工業生產的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環泵得到廣泛的套用。由於真空套用技術的飛躍發展,水環泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由於水環泵中氣體壓縮是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環泵套用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪順時針方向鏇轉時,水被葉輪拋向四周,由於離心力的作用,水形成了一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉圓環。水環的下部分內表面恰好與葉輪輪轂相切,水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成和葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部0°為起點,那么葉輪在鏇轉前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續鏇轉時,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。綜上所述,水環泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬於變容式真空泵。
羅茨泵在泵腔內,有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上,由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步鏇轉運動。在轉子之間,轉子與泵殼內壁之間,保持有一定的間隙,可以實現高轉速運行。由於羅茨泵是一種無內壓縮的真空泵,通常壓縮比很低,故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決於泵本身結構和製造精度外,還取決於前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度,可將羅茨泵串聯使用。
羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由於轉子的不斷鏇轉,被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內,再經排氣口排出。由於吸氣後v0空間是全封閉狀態,所以,在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。但當轉子頂部轉過排氣口邊緣,v0空間與排氣側相通時,由於排氣側氣體壓強較高,則有一部分氣體返衝到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時,氣體排出泵外。

性能參數

壓強範圍
真空泵種類工作壓強範圍(Pa)起動壓強(Pa)
活塞式真空泵1×105~1.3×1021×105
鏇片式真空泵1×105—6.7×10-11×105
水環式真空泵1×105—2.7×1031×105
羅茨真空泵1.3×103—1.31.3×103
渦輪分子泵1.3—1.3×10-51.3
水蒸氣噴射泵1×105—1.3×10-11×105
油擴散泵1.3×10-2—1.3×10-71.3×10
油蒸氣噴射泵1.3×10—1.3×10-2<1.3×105
分子篩吸附泵1×105—1.3×10-11×105
濺射離子泵1.3×10-3—1.3×10-96.7×10-1
鈦升華泵1.3×10-2—1.3×10-91.3×10-2
鋯鋁吸氣劑泵1.3×10—1.3×10-111.3×10
低溫泵1.3—1.3×10-111.3—1.3×10-1

機械分類

按其工作原理,基本上分為氣體輸送泵和氣體捕集泵兩種類型。氣體輸送泵包括:1、液環真空泵(水環式真空泵)2、往復式真空泵3、鏇片式真空泵4、鏇片式真空泵5、滑閥式真空泵6、余擺線真空泵7、乾式真空泵8、羅茨真空泵9、分子真空泵10、牽引分子泵11、複合式真空泵12、水噴射真空泵13、氣體噴射泵14、蒸汽噴射泵15、擴散泵等。氣體捕集泵包括:吸附泵和低溫泵等。工業中套用最多的是水環式真空泵和鏇片式真空泵等。

2SK、2SK-P1系列雙級水環式真空泵
真空泵真空泵
主要用來抽除空氣和其它有一定腐蝕性、不溶於水、允許含有少量固體顆粒的氣體。廣泛用於食品、紡織、醫藥、化工等行業的真空蒸發、濃縮、浸漬、乾燥等工藝過程中。該型泵具有真空度高、結構簡單,使用方便、工作可靠、維護方便的特點。JZJS型羅茨——水環泵機組

本機組由於採用水環泵作為前級泵,因而特別適用於抽除含有大量水蒸氣和帶有一定腐蝕性和可凝性氣體的工藝過程中。如:真空蒸餾、蒸發、脫水、結晶、乾燥等工藝過程中JZJX 型羅茨一鏇片泵機組 ( Model JZJX Roots-Sliding Vane Rotary Vacuum Pump System )是以羅茨泵為主泵,以鏇片泵為前級泵串聯而成。其結構緊湊,操作方便。適用於抽除空氣及其它無可凝性及無腐蝕性的氣體,廣泛套用於需要大抽速和高真空的各種真這系統中。如:真空冶煉,電力電容器,變壓器,真空浸漬處理,真空鍍膜設備中的預抽等。

W型往復式真空泵

是獲得粗真空的主要真空設備之一。廣泛套用於化工,食品,建材等部門,特別是在真空結晶,乾燥,過濾,蒸發等工藝過程中更為適宜。

2X型鏇片式真空泵

用來抽除密閉容器的氣體的基本設備之一。它可以單獨使用,也可作為增壓泵、擴散泵、分子泵的前級泵使用。該型泵廣泛套用於冶金、機械、電子、化工、石油、醫藥等行業的真空冶煉、真空鍍膜、真空熱處理,真空乾燥等工藝過程中。


2XZ型鏇片式真空泵具有結構緊湊,體積小,重量輕,噪音低,振動小等優點。所以,它適用於作擴散泵的前級泵,而且更適用於精密儀器配套和實驗室使用。例如:質譜儀器,冰櫃流水線,真空冷凍乾燥機等。XD型鏇片式真空泵可以在任意入口壓強下工作,已普遍套用於食品的真空包裝,塑膠工業的真空吸塑成形。印刷行業的紙張輸送,真空夾具,以及真空吸引等。SZ、SK系列水環式真空泵( Model SZ Water Ring Vacuum Pump )主要用於粗真空。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,不溶於水,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。它被廣泛套用於機械、製藥、食品、石油化工等行業中。

機械選擇

選擇真空泵注意事項真空泵使用準備

1、真空泵工作時產生的振動對工藝過程及環境有無影響。若工藝過程不允許,應選擇無振動的泵或者採取防振動措施。2、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,需要知道氣體成分,針對被抽氣體選擇相應的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體,應該考慮在泵的進氣口管路上安裝輔助設備,如冷凝器、除塵器等。3、真空泵在其工作壓強下,應能排走真空設備工藝過程中產生的全部氣體量。4、正確地組合真空泵。由於真空泵有選擇性抽氣,因而,有時選用一種泵不能滿足抽氣要求,需要幾種泵組合起來,互相補充才能滿足抽氣要求。如升華泵對氫有很高的抽速,但不能抽氦,而三極型濺射離子泵,(或二極型非對稱陰極濺射離子泵)對氬有一定的抽速,兩者組合起來,便會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,需要預真空;有的真空泵出口壓強低於大氣壓,需要前級泵,故都需要把泵組合起來使用。5、真空設備對油污染的要求。若設備嚴格要求無油時,應該選各種無油泵,如:水環泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴格,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,也能達到清潔真空要求。6、正確地選擇真空泵的工作點。每種泵都有一定的工作壓強範圍,如:2BV系列水環真空泵工作壓強範圍760mmHg~25mmHg(絕壓),在這樣寬壓強範圍內,泵的抽速隨壓強而變化(詳細變化情況參照泵的性能曲線),其穩定的工作壓強範圍為760~60mmHg。因而,泵的工作點應該選在這個範圍之內較為適宜,而不能讓它在25~30mmHg下長期工作。7、真空泵排出來的油蒸氣對環境的影響如何。如果環境不允許有污染,可以選無油真空泵,或者把油蒸氣排到室外。8、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。如:某真空乾燥工藝要求10mmHg的工作真空度,選用的真空泵的極限真空度至少要2mmHg,最好能達到1mmHg。通常選擇泵的極限真空度要高於真空設備工作真空度半個到一個數量級。9、真空泵的價格、運轉及維修費用。

機械使用

在真空泵中真空泵油不僅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。
主要性能要求:
1.極低的蒸氣壓
這是真空泵油的最重要的性能,由於真空泵要求真空度很高,一般用石蠟基窄餾分潤滑油,對於擴散真空泵,還可使用蒸氣壓很低的矽油或其他合成油。
2.合適的粘度和良好的粘溫特性
真空泵腔內容積不斷變化而形成排氣作用,要求潤滑油應具有合適的粘度和粘溫特性。
3.良好的熱氧化安定性
真空泵不斷向高速度發展,由於滑片和泵體的高速摩擦使油溫升高,油品很容易氧化分解,尤其擴散泵往往處於很高的溫度環境下工作,使系統內蒸氣壓升高,真空度降低,因此要求真空泵油具有良好的熱氧化安定性。
4.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,會與油發生化學反應,腐蝕泵內零件;吸入空氣中往往含有水汽冷凝水,引起真空泵油的乳化並使金屬腐蝕,所以要求具有良好的抗腐蝕和抗乳化性。
5.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。
6.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。

特點及注意事項

真空泵的作用就是從真空室中抽除氣體分子,降低真空室內的氣體壓力,使之達到要求的真空度。概括地講從大氣到極高真空有一個很大的範圍,至今為止還沒有一種真空系統能覆蓋這個範圍。因此,為達到不同產品的工藝指標、工作效率和設備工作壽命要求、不同的真空區段需要選擇不同的真空系統配置。為達到最佳配置,選擇真空系統時,應考慮下述各點:確定工作真空範圍

首先必須檢查確定每一種工藝要求的真空度。因為每一種工藝都有其適應的真空度範圍,必須認真研究確定之。

確定極限真空度
真空泵真空泵
在確定了工藝要求的真空度的基礎上檢查真空泵系統的極限真空度,因為系統的極限真空度決定了系統的最佳工作真空度。一般來講,系統的極限真空度比系統的工作真空度低20%,比前級泵的極限真空度低50%。被抽氣體種類與抽氣量

檢查確定工藝要求的抽氣種類與抽氣量。因為如果被抽氣體種類與泵內液體發生反應,泵系統將被污染。同時必須考慮確定合適的排氣時間與抽氣過程中產生的氣體量。

真空容積檢查確定達到要求的真空度所需要的時間、真空管道的流阻與泄漏。考慮達到要求真空度後在一定工藝要求條件下維持真空需要的抽氣速率。主真空泵的選擇計算

s=2.303v/tlog(p1/p2)

其中:

s為真空泵抽氣速率(l/s)

v為真空室容積(l)

t為達到要求真空度所需時間(s)

p1為初始真空度(torr)

p2為要求真空度(torr)

真空泵是一種鏇轉式變容,真空泵須有前級泵配合方可使用在較寬的壓力範圍內有較大的抽速,對被抽除氣體中含有灰塵和水蒸汽不敏感。
真空泵也有如下特點:
(1)在較寬的壓力範圍內有較大的抽速;
(2)轉子具有良好的幾何對稱性,故振動小,運轉平穩。
(3)泵腔內無需用油密封和潤滑,可減少油蒸氣對真空系統的污染;
(4)壓縮比較低,對氫氣抽氣效果差;
(5)泵腔內無壓縮,無排氣閥。結構簡單、緊湊,對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感;
(6)轉子間及轉子和殼體間均有間隙,不用潤滑,摩擦損失小,可大大降低驅動功率,從而可實現較高轉速;
目前,真空泵已被廣泛用於冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業。所以,真空泵的好壞決定著我們冶金、化工等行業的發展,那么我們在使用真空泵時就需要注意一些相關事項,最大限度的將它保護好。如果蒸餾揮發性較大的有機溶劑時,有機溶劑會被油吸收結果增加了蒸氣壓,從而降低了抽空效能,如果是酸性氣體,那就會腐蝕油泵,如果是水蒸氣就會使油成乳濁液而抽壞真空泵。

維護保養

1、經常檢查油位位置,不符合規定時須調整使之符合要求。以真空泵運轉時,油位到油標中心為準。

2、經常檢查油質情況,發現油變質應及時更換新油,確保真空泵工作正常。

3、換油期限按實際使用條件和能否滿足性能要求等情況考慮,由用戶酌情決定。一般新真空泵,抽除清潔乾燥的氣體時,建議在工作100小時左右換油一次。待油中看不到黑色金屬粉末後,以後可適當延長換油期限。

4、一般情況下,真空泵工作2000小時後應進行檢修,檢查桷膠密封件老化程度,檢查排氣閥片是否開裂,清理沉澱在閥片及排氣閥座上的污物。清洗整個真空泵腔內的零件,如轉子、鏇片、彈簧等。一般用汽油清洗,並烘乾。對橡膠件類清洗後用乾布擦乾即可。清洗裝配時應輕拿輕放小心碰傷。

5、有條件的對管中同樣進行清理,確保管路暢通。

6、重新裝配後應進行試運行,一般須空運轉2小時並換油二次,因清洗時在真空泵中會留有一定量易揮發物,待運轉正常後,再投入正常工作。

7、檢查真空泵管路及結合處有無鬆動現象。用手轉動真空泵,試看真空泵是否靈活。

8、向軸承體內加入軸承潤滑機油,觀察油位應在油標的中心線處,潤滑油應及時更換或補充。

9、擰下真空泵泵體的引水螺塞,灌注引水(或引漿)。

10、關好出水管路的閘閥和出口壓力表及進口真空表。

11、點動電機,試看電機轉向是否正確。

12、開動電機,當真空泵正常運轉後,打開出口壓力表和進口真空泵,視其顯示出適當壓力後,逐漸打開閘閥,同時檢查電機負荷情況。

13、儘量控制真空泵的流量和揚程在標牌上註明的範圍內,以保證真空泵在最高效率點運轉,才能獲得最大的節能效果。

14、真空泵在運行過程中,軸承溫度不能超過環境溫度35C,最高溫度不得超過80C 。

15、如發現真空泵有異常聲音應立即停車檢查原因。

16、真空泵要停止使用時,先關閉閘閥、壓力表,然後停止電機。

17、真空泵在工作第一個月內,經100小時更換潤滑油,以後每個500小時,換油一次。

18、經常調整填料壓蓋,保證填料室內的滴漏情況正常(以成滴漏出為宜)。

19、定期檢查軸套的磨損情況,磨損較大後應及時更換。

20、真空泵在寒冬季節使用時,停車後,需將泵體下部放水螺塞擰開將介質放淨。防止凍裂。

21、真空泵長期停用,需將泵全部拆開,擦乾水分,將轉動部位及結合處塗以油脂裝好,妥善保管。

常見問題及維修方法

泵軸軸承位磨損

真空泵真空泵
真空泵傳動部位磨損是普遍存在的問題,其中包括軸承位、軸承座、軸承室、鍵槽及螺紋等部位,傳統方法以補焊和刷鍍噴塗為主,但兩者均存在一定弊端:補焊高溫產生的熱應力無法完全消除,易造成材質損傷,導致部件出現彎曲或斷裂;而電刷鍍受塗層厚度限制,容易剝落,且以上兩種方法都是用金屬修復金屬,無法改變“硬對硬”的配合關係,在各力綜合作用下,仍會造成再次磨損。當代西方國家針對以上問題多使用高分子複合材料的修複方法,而套用較多的有美國美嘉華技術體系,其具有超強的粘著力,優異的抗壓強度等綜合性能。套用高分子材料修復,可免拆卸,免機加工。既無補焊熱應力影響,修復厚度也不受限制,同時產品所具有的金屬材料不具備的退讓性,可吸收設備的衝擊震動,避免再次磨損的可能,並大大延長設備部件的使用壽命,為企業節省大量的停機時間,創造巨大的經濟價值。

腐蝕

真空泵腐蝕的形態可分為全面(均勻)腐蝕和局部腐蝕兩大類,前者較均勻的發生在真空泵全部表面,後者只是發生在局部,如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等。採用高分子複合材料對真空泵實施表面有機塗層防腐,其具有良好的耐化學性能及優異的力學性能和粘接性能,與傳統的壓力容器焊接修補相比,具有施工簡便、成本低、安全性能,修復效果好的特點。

殼體裂紋破裂

真空泵因鑄造、加工缺陷,內應力及超負荷運行等原因經常導致部件出現裂紋或斷裂現象。常規的修複方法是採用焊接,但有的零件材質是鑄鐵、鋁合金、鈦合金,難以做焊接處理。還有一些易於發生爆炸的危險場合,更不易採用焊接修複方法。美嘉華技術是一種“冷焊”技術,可以避免熱應力變形,同時材料良好的附著力和抗壓、抗腐蝕等綜合性能,可以最大限度地滿足各種設備部件的使用要求,從而在最低成本的投入下有效保證生產。安全、方便、可靠。

類型

液環泵

雖然液環泵屬於粗真空泵,但在中國的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫藥等領域仍然有著很大的市場。在國外,液環泵的銷售額占全部真空泵市場的14%,僅次於乾泵,所以Nash、Seimems和Kinney等公司都在中國投資建廠或建立銷售網路,不斷擴大在中國的市場份額。由於液環泵大部分是鑄件,加工要求也不高,屬勞動密集型產品,所以國產液環泵在價格上有競爭優勢,關鍵是要改進設計,縮小體積,減輕重量,提高效率,降低能耗。

滑閥泵

由於滑閥泵比較耐用、可靠,國內外各種真空爐、鍍膜機以及乾燥、浸漬等設備都是用滑閥泵作為前級泵,但是滑閥泵鑄件重,加工工作量較大,所以國外各真空廠都在中國尋找合作夥伴。為了使國產滑閥泵能夠進入國際市場,必須進一步降低泵的振動噪聲,杜絕噴油和漏油,提高滑閥泵長期運行的可靠性。

直聯鏇片泵

隨著真空技術在各個套用領域的不斷擴大,直聯鏇片泵的需求量越來越大。由於這種泵數量很多,加工裝配工作量很大,價格又很低,所以有的國外真空廠商在中國建立專業廠。國產中小型直聯鏇片泵在技術上已經過關,價格又遠比國外的泵便宜,所以國產泵仍然有競爭優勢,單級直聯鏇片式真空泵(XD系列、高仿進口系列),一根主軸三片鏇片。泵與電機是直聯。特點是嗓音小、噪音低、排氣潔淨等明顯優點,是粗抽真空泵系列套用最為廣泛的真空泵,使用品牌比較常見為進口真空泵,現國內也有少數不多的幾家真空泵廠生產出能完全代替進口真空泵使用的國產真空泵,成為國內比較受歡迎的幾個粗抽真空泵品牌之一。

工作原理:鏇片式真空泵(簡稱鏇片泵)是一種油封式機械真空泵。其工作壓強範圍為101325~1.33×10-2(Pa)屬於低真空泵。它可以單獨使用,也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。它已廣泛地套用於冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫藥等生產和科研部門。

鏇片泵可以抽除密封容器中的乾燥氣體,若附有氣鎮裝置,還可以抽除一定量的可凝性氣體。但它不適於抽除含氧過高的,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。

鏇片泵是真空技術中最基本的真空獲得設備之一。鏇片泵多為中小型泵。鏇片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起來。一般多做成雙級的,以獲得較高的真空度。
鏇片的抽速與入口壓強的關係規定如下:在入口壓強為1333Pa、1.33Pa和1.33×10-1(Pa)下,其抽速值分別不得低於泵的名義抽速的95%、50%和20%。
鏇片泵主要由泵體、轉子、鏇片、端蓋、彈簧等組成。在鏇片泵的腔內偏心地安裝一個轉子,轉子外圓與泵腔內表面相切(二者有很小的間隙),轉子槽內裝有帶彈簧的二個鏇片。鏇轉時,靠離心力和彈簧的張力使鏇片頂端與泵腔的內壁保持接觸,轉子鏇轉帶動鏇片沿泵腔內壁滑動。

羅茨泵

從國外羅茨泵生產情況來看,國外幾家大公司,如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC,他們各家羅茨泵的銷售額占全球羅茨泵銷售額的比例都沒超過5%,這5家總計才20%,羅茨泵產量不大,但國外羅茨泵的價格遠比國產泵要高得多。目前,國內外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統,為了縮短抽氣時間、提高生產效率都配有羅茨泵,所以國產羅茨泵一定要在占領國內市場基礎上設法進入國際市場,這樣就必須進一步降低國產羅茨泵的振動噪聲,徹底解決軸封漏油問題,改進泵的外觀質量,提高泵內的光潔度和清潔度。另外,還要考慮到有些國家和地區的電源頻率為60Hz,更要確保羅茨泵在提高轉速的情況下長期運行的可靠性。

目前,國內氣冷式直排大氣羅茨泵進展很快,技術上已經成熟。由於這種在排氣口的下面裝有氣體冷卻器,其中一部分被冷卻的氣體通過管道返回泵腔以冷卻轉子,從而使壓縮熱得到平衡,所以這種泵可以直排大氣。為了滿足不同極限真空度的要求,這種泵可以串聯使用,一般前面加一台氣冷式直排大氣羅茨泵,所達到的極限真空要比前級泵高一個數量級。這種泵由於在泵腔內沒有工作介質,實際上也是屬於乾泵。目前,這種氣冷式直排大氣羅茨泵及機組已經在石油、化工、塑膠、農藥、汽輪機轉子動平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長期運行的考驗,所以應該在國內大力推廣和套用。

分子泵

分子泵在國外半導體領域裡的許多工藝場合是用來代替低溫泵,尤其是濺射、刻蝕和LCVD等裝置都採用複合分子泵和牽引泵作為主泵。由於分子泵對水蒸氣的抽速僅為同口徑低溫泵抽速的四分之一,所以分子泵的排氣時間比低溫泵長。為了提高抽速,國外在分子泵的入口側裝一個-130℃~-150℃的低溫冷板,稱之為低溫分子泵,水蒸氣被低溫板捕獲,其他氣體則由分子泵抽走。這種低溫分子泵在真空鍍膜裝置上套用,既提高了生產效率又改善了膜層質量。隨著中國半導體工業、薄膜產業和科學研究事業迅速發展,分子泵應該是中國真空泵製造業發展的重點。首先,分子泵要從小到大建立完整系列,並研究開發各種複合分子泵、牽引泵和低溫分子泵,以滿足不同場合的需要。

乾泵

國外乾泵市場的不斷增長,其主要驅動來自於半導體行業化學工業、薄膜產業的迅速發展。在日本,半導體行業已全部用乾式真空泵代替油封式機械泵,歐美半導體行業45%以上用乾式真空泵代替了油封式機械泵,大大提高了產品的性能和質量。為了滿足不同套用領域和不同工況的要求,國外有多級羅茨真空泵、多級爪式真空泵、螺桿式真空泵、渦鏇式真空泵、往復式活塞真空泵以及渦輪式無油真空泵等。極限壓力從10Pa~10-2Pa,抽速從20m3/h~500m3/h。據統計,目前國產乾泵的套用還不足1%,國內半導體工業用的乾泵全部從國外進口,其價格十分昂貴。所以,中國應大力研究開發乾泵,使乾泵成為中國真空工業新的經濟成長點。產品展示
鏇片真空泵的抽速範圍為0.5~150升/秒(1升=10-3米3),工作壓力範圍一般為1×105~1帕,較大抽速的壓力範圍為1×105~13帕。極限壓力:單級泵為1帕,雙級泵為6.5×10-2帕。鏇片真空泵一般只適於抽除乾燥或含有少量可凝性蒸汽的氣體(對於後者須裝氣鎮閥),不適於抽除含氧過高、爆炸性、腐蝕性、對泵油起化學作用和含有固體顆粒的氣體。在真空系統中,這種泵可單獨使用,或作為增壓泵、擴散泵等的前級泵。
真空泵 真空泵
環式真空泵(簡稱水環泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限壓力,對於單級泵為2.66~9.31kPa;對於雙級泵為0.133~0.665kPa。水環泵也可用作壓縮機,它屬於低壓的壓縮機,其壓力範圍為(1~2)X105Pa表壓力(在特定的條件下)。水環泵在石油、化工、機械、礦山、輕工、造紙、動力、冶金、醫藥和食品等工業及市政與農業等部門的許多工藝過程中,如真空過濾、真空送料、真空脫氣、真空蒸發、真空濃縮和真空回潮等,得到了廣泛的套用,由於水環泵壓縮氣體的過程是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵,含水的氣體,因此,水環泵的套用日益增大。
水環泵是由葉輪、泵體、吸排氣盤、水在泵體內壁形成的水環、吸氣口、排氣口、輔助排氣閥等組成的。
無油式真空泵是以循環水作為工作流體的噴射真空泵,是利用流體射流產生負壓而設計的一種新型真空抽氣真空泵,同時還能向反應裝置中提供循環冷卻水,特別是在水壓不足或缺水源的實驗室更顯之優越,真空泵廣泛用於蒸發、蒸餾、結晶、乾燥、過濾減壓、升華等。是大專院校、醫藥化工、食品加工等實驗的理想設備。
1.一機多用多管作業,本機裝有三套抽氣頭,可單獨或並聯使用;
2.噪音小,移動方便;
3.無污染,本機箱體為聚氯乙烯塑膠,外殼採用冷板靜電噴塑。
羅茨泵在泵腔內,有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上,由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步鏇轉運動。在轉子之間,轉子與泵殼內壁之間,保持有一定的間隙,可以實現高轉速運行。由於羅茨泵是一種無內壓縮的真空泵,通常壓縮比很低,故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決於泵本身結構和製造精度外,還取決於前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度,可將羅茨泵串聯使用。
羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由於轉子的不斷鏇轉,被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內,再經排氣口排出。由於吸氣後v0空間是全封閉狀態,所以,在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹
真空泵的功能特點分類
凡是從設備中抽出氣體,使設備內部達到真空的機械稱為真空抽氣機或真空泵。
從結構上真空泵大致可分為:往復式真空泵、迴轉式真空泵和射流式真空泵等。
1、往復式真空泵。往復式真空泵適用於抽送不含固體顆粒、無腐蝕性的氣體。這種真空泵的抽氣速率較大,真空度較高。故在化工廠中廣泛套用。但其結構複雜,維修量大。
2、水環真空泵。水環式真空泵是迴轉真空泵的一種。
3、射流式真空泵。射流式真空泵是利用一種壓力較高的工作流體來輸送另一種流體。
循環水真空泵廣泛用於蒸發蒸餾、結晶、過濾、減壓、升華等作業,低溫冷卻循環水真空泵是真空泵和低溫冷卻泵的結合。即可以抽真空,又可以提供低溫冷卻循環水,是減壓蒸餾和減壓濃縮的良好輔助設備,特別適應配備鏇轉蒸發器,不但減少了使用空間,而且降低了真空度,節省了水資源,被現代實驗室廣泛裝備。
真空泵 羅茨泵

發明歷程

1647年有一位法國物理學家叫羅伯維爾(G.Roberval),做了一個有趣的實驗,他從鯉魚肚裡取出魚鰾,儘可能將裡面空氣排盡,再把開口紮緊,放在托里拆利真空區內,結果魚鰾膨脹起來。這個實驗令人信服地說明了,大氣壓下留在魚鰾中的殘餘空氣,當外部氣壓減小到零時,會膨脹為很大的體積。不久有人著書評述了這個實驗,認為空氣具有彈性,就好像海綿或羊毛一樣,受到壓力會收縮,壓力減輕會膨脹。德國人格里克在事先不知道托里拆利實驗的情況下也發現了真空。他的經歷饒有興趣。有一一天,他讓家人用唧筒抽酒桶中的水,在抽的過程中唧筒脫落了,他們用布條重新綁好,由於填塞過嚴,桶口封住了,結果把桶內的空氣也抽掉了,只聽得裡面一片沸騰的噪音。格里克從這件事得到啟發,就用銅球殼代替木桶,讓家人再用唧筒抽。家人越抽越費勁,最後只聽嘭的一聲,銅球塌癟了。

1654年,格里克為了向公眾演示抽氣實驗,他安排了兩個引人注目的表演。由於他那時是德國馬德堡市的市長,所以這兩個實驗也叫馬德堡半球實驗。
實驗之一,兩個嚴密對接的半球形金屬殼,中間抽空後,用16匹馬也沒有將兩金屬殼拉開。
實驗之二,一對抽空的半球吊在支架上,可以承受非常大的負荷。格里克沒有對吸力的起因提供解釋,他的貢獻,主要是發明了真空泵。
馬德堡市長的新奇實驗轟動了德國,當訊息傳到英吉利海峽對岸時,引起一番波瀾,又有人做了許多新奇實驗。其中一位就是大名鼎鼎的玻意耳

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