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)。
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,這些泵是我國國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用真空工藝過程中必不可少的主力泵種。近年來, 伴隨著我國經(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)保持快速增長勢頭,同時在真空泵應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展等因素的共同拉動下,我國真空泵行業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定地快速的發(fā)展。
(1)泵總體結(jié)構(gòu)型式
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,排氣口可以從左或右兩個方向開口,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)時穩(wěn)定性好。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)。
泵的兩個轉(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,潤滑機(jī)構(gòu)也相對復(fù)雜。
(2)泵的傳動方式
真空泵的兩個轉(zhuǎn)子是通過一對高精度齒輪來實(shí)現(xiàn)其相對同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。主動軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接。在傳動結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種:其一是電動機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖。從動轉(zhuǎn)子由電動機(jī)端齒輪直接傳過去帶動,這樣主動轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小,則兩個轉(zhuǎn)子之間的間隙不會因主動軸的扭轉(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。這種傳動方式的最大缺點(diǎn)是:a.主動軸上有三個軸承,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,泵的重心偏向電動機(jī)和齒輪箱一側(cè)。
真空泵分類:
SK系列直聯(lián)水環(huán)式真空泵 2SK系列水環(huán)式真空泵 W系列水力噴射器
SK系列直聯(lián)水環(huán)式真空泵:包含SK-0.4、SK-0.8 、SK-1.0 、SK-1.5B四個規(guī)格,是用來抽吸空氣和其它無腐蝕性,不溶于水、不含有固體顆粒的氣體,以便在密閉容器中形成真空。吸入氣體中允許混有少量液體。SK直聯(lián)式水環(huán)真空泵可直接從大氣壓起動抽氣。機(jī)泵同軸、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、銅葉輪材質(zhì)。SK型直聯(lián)式水環(huán)真空泵廣泛用于電子器件制造、真空干燥、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮、真空浸漬、進(jìn)濾、浸漬、涂臘、焊接、冶煉、化工、輕工、石油、醫(yī)療、制藥、印染、半導(dǎo)體、食品、原子能、紡織等科研機(jī)關(guān)、大專院校、工礦企業(yè)。SK型直聯(lián)水環(huán)式真空泵不可用來抽含氧過高的、有毒的、易爆的或與泵油發(fā)生化學(xué)作用的氣體,也不可當(dāng)作壓縮機(jī)或傳輸泵使用。
2SK系列水環(huán)式真空泵:2SK系列水環(huán)式真空泵相當(dāng)于2臺SK系列水環(huán)真空泵串聯(lián)使用。因SK系列水環(huán)真空泵只能達(dá)到-700mmHg的極限真空度,為達(dá)到較高真空及高真空下的較大抽氣速率,20世紀(jì)80年代國內(nèi)開發(fā)了2SK系列真空泵。水環(huán)真空泵-大氣噴射泵機(jī)組是用來抽吸空氣和其它無腐蝕性、不溶于水、不含有固體顆粒的氣體以便在密閉容器中獲得較高的真空。它被廣泛應(yīng)用于:提煉食品原料、紡織、化工、醫(yī)藥、造紙業(yè)和冶金工業(yè)及電子領(lǐng)域的真空蒸發(fā)、真空回潮、真空浸漬、真空干燥及真空冶煉等領(lǐng)域。具有真空度高、在高真空區(qū)抽速大及結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、維修方便等特點(diǎn)。
W系列水力噴射器:W系列水力噴射器是綜合國內(nèi)同類產(chǎn)品之優(yōu)點(diǎn)革新制造的是一種具有抽真空、冷凝、排水等三種有效能的機(jī)械裝置。水力噴射器分鑄鐵和不銹鋼兩種材質(zhì),應(yīng)用極為廣泛,主要適用于真空與蒸發(fā)系統(tǒng),進(jìn)行真空蒸發(fā)、真空抽水、真空過濾、真空結(jié)晶、干燥、脫臭等工藝,是制糖、制藥、化工、食品、制鹽、味精、牛奶、發(fā)酵、釀造、輕工、國防部門廣泛需要的設(shè)備。
2X型雙級旋片式真空泵 XD型系列單級旋片式真空泵 XZ型旋片式真空泵
2X型雙級旋片式真空泵 :為雙級結(jié)構(gòu),它的工作性能由高壓級與低壓級二部分組成,它的吸入口與真空容器或真空設(shè)備連接,在運(yùn)轉(zhuǎn)時容器內(nèi)的氣體將大量吸入與排出。
XD型系列單級旋片式真空泵:單級旋片式機(jī)械真空泵,是一種使用范圍廣泛的獲得真空的基本設(shè)備,操作容易,維護(hù)方便。XD旋片真空泵適宜于各工業(yè)的真空應(yīng)用,例如:食品制造業(yè)上的各類食品的真空包裝;紡織工業(yè)上的各種松軟物品的真空壓縮包裝;化學(xué)工業(yè)上的真空干燥、蒸餾、濃縮.
XZ旋片式真空泵:泵內(nèi)偏心安裝的轉(zhuǎn)子與定子固定面相切,兩個(或以上)旋片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)滑動(通常為徑向)并與定子內(nèi)壁相接觸,將泵腔分為幾個可變?nèi)莘e的一種旋轉(zhuǎn)變?nèi)莘e真空泵。通常,旋片與泵腔之間的間隙用油來作為密封,所以旋片真空泵一般是油封式機(jī)械真空泵。
2XZ型旋片式真空泵 2XZ-B型旋片式真空泵
2XZ系列真空泵:為雙級直聯(lián)結(jié)構(gòu),它的吸入口與真空設(shè)備連接,在運(yùn)轉(zhuǎn)時將容器內(nèi)的氣體大量吸入與排出,當(dāng)設(shè)備獲得真空時,高壓級排氣閥封閉,高壓級入口的氣體將轉(zhuǎn)送到第二級,并經(jīng)第二級吸入與排出真空設(shè)備可獲得了一定的真空。
2XZ-B型旋片式真空泵:雙級直聯(lián)結(jié)構(gòu),它的工作性能由高壓級與低壓級二部分組成,它的吸入口與真空設(shè)備連接,在運(yùn)轉(zhuǎn)時容器內(nèi)的氣體將大量吸入與排出,當(dāng)設(shè)備獲得真空時,高壓級排氣閥封閉,高壓級吸入的氣體將轉(zhuǎn)送到第二級,并經(jīng)第二級吸入與排出,這樣真空設(shè)備可獲得一定的真空。
真空泵分類:
真空泵 | 按工作原理分 | 氣體輸送泵 | 變?nèi)菡婵毡?br /> |
往復(fù)式 |
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旋片式 |
油封式 |
旋片式 |
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滑閥式 | ||||||
定片式 | ||||||
余擺線式 | ||||||
多室旋片式 | ||||||
干式螺桿 |
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液環(huán)式 |
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羅茨真空泵 |
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動量傳輸泵 | 分子真空泵 |
牽引分子泵 |
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渦輪分子泵 |
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復(fù)合分子泵 |
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噴射真空泵 | 液體噴射真空泵 |
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氣體噴射真空泵 |
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蒸汽噴射真空泵 |
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擴(kuò)散泵 |
自凈化擴(kuò)散泵 |
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分餾式擴(kuò)散泵 |
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擴(kuò)散噴射泵 |
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離子輸運(yùn)泵 |
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氣體捕集泵 | 吸附泵 |
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吸氣劑泵 |
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吸氣劑離子泵 |
蒸發(fā)離子泵 |
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濺射離子泵 |
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低溫泵 |
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按真空度分 | 粗真空度 |
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高真空度 |
滑閥式真空泵 |
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旋片式真空泵 |
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羅茨真空泵 |
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超高真空度 |
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真空的定義
真空系統(tǒng)指低于該地區(qū)大氣壓的稀簿氣體狀態(tài)
真空度
處于真空狀態(tài)下的氣體稀簿程度,通常用“真空度高”和“真空度低”來表示。真空度高表示真空度“好”的意思,真空度低表示真空度“差”的意思。
真空度單位
通常用托(Torr)為單位,國際上取用帕(Pa)作為單位。
1托=1/760大氣壓=1毫米汞柱
托與帕的轉(zhuǎn)換
1托=133.322帕 或 1帕=7.5×10-3托
平均自由程
作無規(guī)則熱運(yùn)動的氣體粒子,相繼兩次碰撞所飛越的平均距離,用符號“λ”表示。
流量
單位時間流過任意截面的氣體量,符號用“Q”表示,單位為帕·升/秒(Pa·L/s)或托·升/秒(Torr·L/s)。
流導(dǎo)
表示真空管道通過氣體的能力。單位為升/秒(L/s),在穩(wěn)定狀態(tài)下,管道流導(dǎo)等于管道流量除以管道兩端壓強(qiáng)差。符號記作“U”。 U=Q/(P2- P1)
壓力或壓強(qiáng)
氣體分子作用于容器壁的單位面積上的力,用“P”表示。
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
壓強(qiáng)為每平方厘米101325達(dá)因的氣壓,符號:(Atm)。
極限真空
真空容器經(jīng)充分抽氣后,穩(wěn)定在某一真空度,此真空度稱為極限真空。通常真空容器須經(jīng)12小時煉氣,再經(jīng)12小時抽真空,最后一個小時每隔10分鐘測量一次,取其10次的平均值為極限真空值。
抽氣速率
在一定的壓強(qiáng)和溫度下,單位時間內(nèi)由泵進(jìn)氣口處抽走的氣體稱為抽氣速率,簡稱抽速。即Sp=Q/(P-P0)
冷阱(水冷擋板)
置于真空容器和泵之間,用于吸附氣體或捕集油蒸汽的裝置。
氣鎮(zhèn)閥
油封機(jī)械真空泵的壓縮室上開一小孔,并裝上調(diào)節(jié)閥,當(dāng)打開閥并調(diào)節(jié)入氣量,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某一位置,空氣就通過此孔摻入壓縮室以降低壓縮比,從而使大部分蒸汽不致凝結(jié)而和摻入的氣體一起被排除泵外起此作用的閥門稱為氣鎮(zhèn)閥。
真空冷凍干燥
真空冷凍干燥,也稱升華干燥。其原理是將材料冷凍,使其含有的水份變成冰塊,然后在真空下使冰升華而達(dá)到干燥目的。
真空蒸鍍
在真空環(huán)境中,將材料加熱并鍍到基片上稱為真空蒸鍍,或叫真空鍍膜。
真空干燥
利用真空環(huán)境下沸點(diǎn)低的特點(diǎn)來干燥物品的方法。
真空系統(tǒng)常用名稱
①主泵:在真空系統(tǒng)中,用于獲得所需要真空度來滿足特定工藝要求的真空泵,如真空鍍膜機(jī)中的油擴(kuò)散泵就是主泵。
②前級泵:用于維持某一真空泵前級壓強(qiáng)低于其臨界前級壓強(qiáng)的真空泵。如羅茨泵前配置的旋片或滑閥泵就是前級泵。
③粗抽泵:從大氣壓下開始抽氣,并將系統(tǒng)壓力抽到另一真空泵開始工作的真空泵。如真空鍍膜機(jī)中的滑閥泵,就是粗油泵。