真空泵及其工作原理介绍

真空泵及其工作原理介绍真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽，因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求，使用不同类型的真空泵。为了使用方便和各种真空工艺过程的需要，有时将各种真空泵按其性能要求组合起来，以机组型式应用。1、真空泵的种类随着真空应用的发展，真空泵的种类已发展了很多种，其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。随着真空技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求。常用真空泵包括：干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵和扩散泵等，这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的主力泵种。近年来，伴随着我国经济持续高速发展，真空泵相关下游应用行业保持快速增长势头，同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的共同拉动下，我国真空泵行业实现了持续稳定地快速的发展。2、真空泵的总体结构式与传动方式真空泵的泵体的布置结构决定了泵的总体结构：1)、立式结构：进、排气口水平设置，装配和连接管路都比较方便。但泵的重心较高，在高速运转时稳定性差，故这种型式多用于小泵；2)、卧式结构：泵的进气口在上，排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接方便，可将排气口从水平方向接出，即进、排气方向是相互垂直的。此时，排气口可以从左或右两个方向开口，除接排气管道一端外，另一端堵死或接旁通阀。这种泵结构重心低，高速运转时稳定性好。一般大、中型泵多采用此种结构。泵的两个转子轴与水平面垂直安装。这种结构装配间隙容易控制，转子装配方便，泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便，润滑机构也相对复杂。真空泵的传动方式：真空泵的两个转子是通过一对高精度齿轮来实现其相对同步运转的。主动轴通过联轴器与电机联接。在传动结构布置上主要有以下两种：其一是电动机与齿轮放在转子的同一侧如图。从动转子由电动机端齿轮直接传过去带动，这样主动转子轴的扭转变形小，则两个转子之间的间隙不会因主动轴的扭转变形大而改变，故使转子之间的间隙在运转过程中均匀。这种传动方式的最大缺点是：a.主动轴上有三个轴承，增加了泵的加工和装配难度，齿轮的拆装及调整也不便；b.整体结构不匀称，泵的重心偏向电动机和齿轮箱一侧。所具有的特点：1)、在较宽的压力范围内有较大的抽速；2)、转子具有良好的几何对称性，故振动小，运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动功率，从而可实现较高转速；3)、泵腔内无需真空泵使用注意事项：1)、在蒸馏系统和真空泵之间，必须装有吸收装置；2)、蒸馏前必须用水泵彻底抽去系统中有机溶剂的蒸气；3)、如能用水泵抽气的，则尽量用水泵，如蒸馏物质中含有挥发性物质，可先用水泵减压抽降，然后改用油泵；4)、减压系统必须保持密不漏气，所有的橡皮塞的大小和孔道要合适，橡皮管要用真空用的橡皮管。磨口玻璃涂上真空油脂。影响因素包括：1)、润滑油：在真空泵中真空泵油不仅作为获得真空的介质，还对机械摩擦点起润滑、冷却和密封作用。真空泵腔内容积不断变化而形成排气作用，要求润滑油应具有合适的粘度和粘温特性。由于真空泵要求真空度很高，一般使用石蜡基窄馏分伴随真空泵不断向高转速度发展，滑片和泵体的高速摩擦使油温升高，油品很容易氧化分解，尤其扩散泵往往处于很高的温度环境下工作，使系统内蒸气压升高，真空度降低，因此，要求真空泵油具有良好的热氧化稳定性。与此同时，真空泵使用过程中可能吸入腐蚀性气体或者水汽，这就要求真空泵油具有良好的抗腐蚀和抗乳化性。真空泵油要求纯度高不携带轻质组分，以免影响油品饱和蒸汽压。2)、电机温度高：某公司的300MW机组，每台机组配备2台机械真空泵，其中1台运行，1台备用。真空泵用于机组启动时抽真空，正常运行时用于抽出凝汽器中未凝结的气体。该泵配备电机160kW，转速590r/min，额定电流330A，电压380V，B级绝缘，正常运行时电流220～230A。每年夏季，电机温度都会超限，被迫加装临时冷却风机，但收效不大。电机长期高温运行会造成绝缘老化，缩短其使用寿命。真空泵电机温度高的原因：1)、电机功率大，工作电流大，发热量大；2)、风扇转速低，风压，风量小；3)、风扇叶片数较少，产生的风量小；4)、电动机附有灰尘、油污，降低了散热能力；5)、真空泵电机所在母线电压为380V，由于电缆压降及负荷分配不均，电机实际所加电压只有365V，电压偏低造成运行电流大。真空泵电机温度高解决方法：电机功率、转速是和真空泵相匹配的，不能更改。风扇安装于电机主轴上，电机转速决定了风扇转速，也不可更换。增加风扇叶片数量虽能起到一定作用，但叶片数量增加后，动平衡不容易找，如找正不好，会引起电机振动增加。方法如下：1)、将原风扇罩加长40cm，在里面加装一个与风扇罩同直径轴流风机，轴流风机电机功率850W，转速1489r/min，电压380V。原风扇继续保留。轴流风机另设一路电源控制，轴流风机与主电机不设连锁。真空泵启动后及时启动轴流风机运行，真空泵停运后30min停运轴流风机，以使主电机得到充分冷却；2)定期清除电机上灰尘，保持电机散热片清洁，增加其散热能力；3)将真空泵所在母线电压调整为400V。真空泵电机温度高解决效果：1)、由于轴流风机转速高，风压风量大，冷却效果大大增强，在相同的环境温度、负荷电流下，主电机温度下降了12℃。夏季主电机温度未再超限；2)、轴流风机可人为控制