真空泵的分类、工作原理及发展概述

真空泵的分类、工作原理及发展概述前言真空泵是一种真空获取设备，它可以利用物理、化学或机械方法从容器中抽取空气，以获得和改善真空环境。真空泵种类繁多，在我国许多工业领域都有应用。本文重点介绍了真空泵的分类以及几种常见真空泵的性能、优缺点，并分析了我国真空泵产品的发展趋势。真空的意义17世纪，意大利物理学家托里拆利揭示了“真空”的存在。真空是指给定空间内气体压力低于一个大气压的气体状态。完全没有气体的状态叫做绝对真空。一般来说，我们指的是相对真空，也就是说，在可以达到的最低压力下，每立方米气体中仍有几个气体分子。在真空技术中，“真空度”和“压力”通常用来表示真空度。某个空间的压力越低，真空度越高，压力越高，真空度越低。根据各压力范围内不同的物理特性，真空一般分为粗真空、低回真空。真空泵的分类及发展趋势真空泵的分类自20世纪初以来，真空技术不断发展，真空设备种类越来越多，应用领域逐渐扩大。真空泵的分类根据真空泵的工作原理，它可分为两种基本类型:输气泵和集气泵。输气泵主要是通过不断地吸入和排出气体来达到抽气的目的。集气泵通过允许气体分子在泵的内表面上被吸附或冷凝来减少容器中气体分子的数量。几种常见的工业真空泵及其发展趋势

水环真空泵简介水环真空泵是一种可变容积泵，它可以清除易燃、易爆和腐蚀性气体，以及含有灰尘和湿气的气体。该真空泵具有结构简单、易于维护、磨损小、安全性高、对输送的气体无污染等优点，但也存在效率低、真空度低（真空差）的缺点。水环泵是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000〜4000Pa,串联大气喷射器可达270〜670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1〜2X105Pa表压力。水环泵的主要原材料是铸件，易于加工，劳动强度大。因此，国产产品比进口泵有价格优势，目前被广泛使用。目前，国内液环泵制造商应主要从减轻重量、减小体积、降低能耗和提高效率方面改进产品。工作原理水环式真空泵的叶轮偏心地装在泵体内，当叶轮旋转时、水受离心力的作用向四周甩出，沿泵体内壁形成水环，当叶轮沿顺时针方向旋转时，在前半转的过程中，水环内表面逐渐与轮毂分离，相邻两叶片之间形成的空腔逐渐增大，被抽气体通过泵盖进气口、经月牙形吸气孔、不断被吸入泵提内；在后半转的过程中，水环

内表面逐渐接近轮毅相邻两叶片之间的空腔，空腔逐渐变小，气体被压缩。因而压力不断地增加，当压力达到大于外界压力时，气体经月牙形排气孔排出，连续旋转就能达到不断地抽走密封容器中的气体，使容器内形成真空。旋片真空泵简介旋片真空泵是最基本的真空采集设备之一。它是一种油封式机械真空泵，适用于真空包装、真空成型、真空抽吸等封闭系统的抽气。但是，它不能用于去除氧气含量高、对金属有腐蚀性、与泵油发生化学反应以及含有颗粒灰尘的气体，也不能去除水或其他液体。旋片真空泵具有体积小、重量轻、噪音低等优点，可以获得较高的真空度。国产旋片泵已达到技术标准，价格远低于进口泵，具有一定的竞争优势。目前，旋片真空泵需要解决的问题主要是旋叶材料、轴封漏油等。以及能够去除水蒸气的旋片真空泵的开发。工作原理旋片式真空泵系双级髙速直联结构1、 进佗咀2、 遞网31、 进佗咀2、 遞网3、 33油板4、 进5咀0形密对圈5、 施片乳簧6、 旋片7、 转子B■.泵身头池希10.1^空泵油m排吒阀片使用注意事项(1)旋片式真空泵是获得真空的基本设备，它可单独作用，亦可作为各类髙真空系统的前级泵和预抽泵。⑵泵进气口连续敞通大气运转，不得超过三分钟。⑶泵不适用于抽除对金属有腐蚀性的，对泵油起化学反应的、含有颗粒尘埃的气体，以体含氧过髙的，有爆炸性的气体。⑷泵有得作压缩泵或输送泵用。⑸泵的工作环境：温度51-401范围内，相对温度不大于90%，进气口压强小于1333Pa的条件下允许长期连续运转。⑹装接电源时，按电机标牌的规定接线，应注意电机旋转方向与支座上的箭头方向一致。⑺连续被抽容器的管道，其直径应不小于泵的进气口直径，且管道应短和弯头少，同时注意管道的泄漏。⑻每次起动前着重查看油位，以停泵时注油至油标玻璃直径的4/5髙度为宜。⑼泵油采用清洁的SY1634-701号真空泵油。⑽旋片式真空泵可在通大气或任何真空度下一次起动。如果起动困难，可拨掉进气管塞帽起动，随后投入运转。滑阀真空泵简介滑阀真空泵属于油封式变容真空泵，可用于抽取一般气体或含有少量凝析

油。与旋片真空泵相比，滑阀真空泵具有能在高压(104帕)下工作、抽气能力大、能在恶劣工作条件下使用、经久耐用等优点。主要应用于冶金、化工、食品等行业中广泛应用。滑阀泵铸件重，加工工作量大，因此许多国外生产企业希望与国内真空泵企业合作。为了加快替代进口，国内滑阀泵需要在降低振动噪声、防止喷油和漏油方面优化产品。工作原理滑阀式真空泵是真空泵的一种，它主要有单级和双级两种形式。接下来我们就通过滑阀式真空泵原理结构图来详细了解下滑阀式真空泵吧。sn制住童空泵结杭原迎图1-泵体2嗪瑚萨漏吩驼叶祸阀环諧阀杆L排气府卜滑润导執 滑阀真空泵的结构主要由泵体及在其内部作偏心转动的滑阀、半圆形的滑阀导轨、排气阀、轴等组成泵体中装有滑阀环(4),滑阀环内装有偏心轮(3),偏心轮固定在轴(2)上，轴与泵体中心线相重合。在滑阀环上装有长方形的滑阀杆sn制住童空泵结杭原迎图1-泵体2嗪瑚萨漏吩驼叶祸阀环諧阀杆L排气府卜滑润导執 双级型的滑阀泵，实际上是由两个单级泵串联起来的。它的高、低真空室在

同一泵体上，有的是直接铸成一个整体，有的是压入中隔板把泵腔分成高、低两室。随着真空业的逐渐发展，真空泵的形式也越来越多，但是对真空泵的维修保养都是一样的。对真空泵使用的机油特别要注意根据泵所抽吸的气体是否具有腐蚀性来选择。罗茨真空泵简介罗茨真空泵具有启动快、功耗低、泵速高等优点。它能抽出含有水蒸气和灰尘的气体，并能迅速抽出突然释放的气体。罗茨泵的使用可以减少泵送时间，提高生产效率。目前，国产罗茨泵的市场份额小于进口产品。为了抢占国内市场和进入国际市场，国内企业需要在降低振动噪声、解决轴封漏油、提高泵的平滑度和清洁度方面对国内产品进行改进。罗茨泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故髙、中真空泵需要前级徑气口帖口工作原理罗茨泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故髙、中真空泵需要前级徑气口帖口泵。靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统主抽泵相接。这种真空泵的转子与转子之间、转子与泵壳之间互不接触，间隙一般为0.1〜0.8毫米；不需要用油润滑。转子型线有圆弧线、渐开线和摆线等。渐开线转子泵的容积利用率高，加工精度易于保证，故转子型线多用渐开线型。罗茨真空泵的转速可高达3450〜4100转/分；抽气速率为30〜10000升/秒；极限真空：单级为6.5x102帕，双级为1X103帕。转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。罗茨真空泵是指具有一对同步髙甘帖口U-排气口速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排太气。它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似,气燻压姝腳EJE力气啊扫和起封坐片口,岀；■!巫动惱釆斛偉序动器扯植超咖体嘩咏入口"•出口一翅殆附主体再空禾的杳毎空辰甸克揑可矿展蜩：堆虻觇卩眶力廿彌间勺悴週转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。罗茨真空泵是指具有一对同步髙甘帖口U-排气口速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排太气。它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似,气燻压姝腳EJE力气啊扫和起封坐片口,岀；■!巫动惱釆斛偉序动器扯植超咖体嘩咏入口"•出口一翅殆附主体再空禾的杳毎空辰甸克揑可矿展蜩：堆虻觇卩眶力廿彌间勺悴週i箱帰应用！T.jdPi兰可护IS谐特；可扩展A主悴更注46阎压增可ITRiSft：第一酚展俸樓删蜜的畝增城转量■&4b^^.7：r6罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度，可将罗茨泵串联使用。罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间V0内，再经排气口排出。由于吸气后V0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部阵转过排气口边缘，V0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较髙，则有一部分气体返冲到空间V0中去，使气体压强突然增髙。当转子继续转动时，气体排出泵外。罗茨泵在泵腔内，有二个8字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现髙转速运行。干式螺旋真空泵3.5.1简介干式螺旋真空泵是一种较新的真空获取设备，具有可靠性髙、使用寿命长、动平衡性能好、适应性强、多相混合输送等特点。它能去除腐蚀性、毒性、含尘气体、可冷凝蒸汽和其他气体。干式泵有广泛的应用，代表性行业包括半导体工

业、化学工业和电影工业。这三个行业的需求是干式泵市场的主要驱动力。美，欧大约一半的半导体行业使用干式真空泵，而不是油封机械泵。目前，国内干式真空泵很少使用，市场份额不到1%。中国半导体行业主要使用进口干式泵。因此，应加大国产干式真空泵的研发力度，使干式真空泵成为中国真空产业新的经济增长点。3・5・2工作原理与螺杆式压缩机类似，螺杆式干式真空泵的工作过程可分为吸气、压缩和排

气三个过程。随着转子的旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环，现

螺杆泵的排气过程，齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。随着齿在以其中一对齿来说明。吸气过程在以其中一对齿来说明。吸气过程阳转子按逆时针方向旋转，阴螺杆按顺时针方向旋转。图中上方的转子端面是吸气断面，下方的端面为排气端面。吸气断面，下方的端面为排气端面。压缩过程转于端面是排气端面。在这里，阳转子沿顺时针方向旋转，阴转于沿逆时针方向旋转。图中上方的转子端面是吸气断面，下方的端面为排气排气过程阴转于沿逆时针方向旋转。图中上方的转子端面是吸气断面，下方的端面为排气排气过程间容积的不断缩小，具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出，6喷射式真空泵3.5.1简介喷射泵的工作流体可以是蒸汽，也可以是液体或气体。工作蒸汽通过绝热膨胀，将压力能转化为速度能，以超音速的速度由喷嘴喷出，同时压力降低。工作蒸汽与被抽吸气体在混合室进行混合，同时也进行能量交换。当流体流至扩压器的前段时，一边进行能量交换，一边逐渐压缩，至喉部时完成混合过程，速度可达音速范围。在扩压器的后段，速度逐渐降低，压力升高，最后从压出口排出。喷射泵的特点是，构造简单、紧凑、没有活动部件，可以用各种耐腐蚀材料制作。但效率很低，只有10%〜25%，并且只用于工作流体与输送流体可以混合的场合。水力喷射器应用极为广泛，主要用于真空与蒸发系统，进行真空抽水，真空蒸发、真空过滤、真空结晶、干燥、脱臭等工艺，是制糖、制药、化工、食品、制盐、味精、牛奶、发酵以及一些轻工