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旋片式真空泵,操作與維護,總結超到位!

作者:東莞莞信機械設備有限公司 瀏覽: 發表時間:2018-09-26 14:49:50

        真空泵是指利用機械、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。通俗來講,真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產生和維持真空的裝置。隨著真空應用的發展,真空泵的種類已發展了很多種,其抽速從每秒零點幾升到每秒幾十萬、數百萬升。隨著真空技術在生產和科學研究領域中對其應用壓強範圍的要求越來越寬,大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣係統共同抽氣後才能滿足生產和科學研究過程的要求,由於真空應用部門所涉及的工作壓力的範圍很寬,因此任何一種類型的真空泵都不可能完全適用於所有的工作壓力範圍,隻能根據不同的工作壓力範圍和不同的工作要求,使用不同類型的真空泵。為了使用方便和各種真空工藝過程的需要,有時將各種真空泵按其性能要求組合起來,以機組型式應用。

       常用真空泵包括幹式螺杆真空泵、水環泵、往複泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和擴散泵等,這些泵是我國國民經濟各行業應用真空工藝過程中必不可少的主力泵種。近年來,伴隨著我國經濟持續高速發展,真空泵相關下遊應用行業保持快速增長勢頭,同時在真空泵應用領域不斷拓展等因素的共同拉動下,我國真空泵行業實現了持續穩定地快速的發展。
 

  按真空泵的工作原理

按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類型,即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。隨著真空應用技術在生產和科學研究領域中對其應用壓強範圍的要求越來越寬,大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣係統共同抽氣後才能滿足生產和科學研究過程的要求,因此選用不同類型真空泵組成的真空抽氣機組進行抽氣的情況較多。為了方便起見,將這些泵按其工作原理或其結構特點進行一些具體的詳細的分類是必要的。

真空泵

按工作原理分

氣體輸送泵

變容真空泵  

往複式  



旋片式

油封式  

旋片式  

滑閥式

定片式

餘擺線式

多室旋片式

幹式螺杆


液環式


羅茨真空泵


動量傳輸泵

分子真空泵

牽引分子泵  


渦輪分子泵


複合分子泵


噴射真空泵

液體噴射真空泵


氣體噴射真空泵


蒸汽噴射真空泵


擴散泵

自淨化擴散泵  


分餾式擴散泵


擴散噴射泵



離子輸運泵



氣體捕集泵

吸附泵




吸氣劑泵




吸氣劑離子泵

蒸發離子泵  



濺射離子泵



低溫泵






現分述如下:

1.氣體傳輸泵

氣體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出,借以達到抽氣目的的真空泵,這種泵基本上有兩種類型:

變容真空泵

利用泵腔容積的周期性變化來完成吸氣和排氣過程的一種真空泵,氣體在排出前被壓縮。這種泵分為往複式及旋片式兩種:

(1) 往複式真空泵:是利用泵腔內活塞做往複式運動,將氣體吸入、壓縮並排出。因此,又稱為活塞式真空泵。

(2) 旋片式真空泵:是利用泵腔內活塞做旋轉運動,將氣體吸入、壓縮並排出。旋轉真空泵又有如下幾種形式:

① 油封式真空泵:它是利用油類密封各運動部件之間的間隙,減少有害空間的一種旋轉變容真空泵。這種泵通常帶有氣鎮裝置,故又稱氣鎮式真空泵。按其結構特點分為如下五種形式。

           a.旋片式真空泵:轉子以一定的偏心距裝在泵殼內並與泵殼內表麵的固定麵靠近,在轉子槽內裝有兩個(或兩個以上)旋片,當轉子旋轉時旋片能沿其徑向槽往複滑動且與泵殼內壁始終接觸,此旋片隨轉子一起旋轉,可將泵腔分成幾個可變容積。

           b.滑閥式真空泵:在偏心轉子外部裝有一個滑閥,轉子旋轉帶動滑閥沿泵殼內壁滑動和滾動,滑閥上部的滑閥杆能在可擺動的滑閥導軌中滑動,而泵腔分成兩個可變容積。

           c.定片式真空泵:在泵殼內裝有一個與泵內表麵靠近的偏心轉子,泵殼上裝有一個始終與轉子表麵接觸的徑向滑片,當轉子旋轉時,滑片能上下滑動將泵腔分成兩個可變容積。

           d.餘擺線式真空泵:在泵腔內偏心裝有一個型線為餘擺線的轉子,它沿泵腔內壁轉動並將泵腔分成兩個可變容積。

           e.多室旋片式真空泵:在一個泵殼內並聯裝有由同一個電動機驅動的多個獨立工作室的旋片真空泵。

②幹式螺杆真空泵:它是一種不用油類(或液體)密封的變容真空泵。

③液環式真空泵:帶有多葉片的轉子偏心裝在泵殼內,當它旋轉時,把液體(通常為水或油)拋向泵殼內形成泵殼同心的環液,環液同轉子葉片形成了容積周期性變化的幾個小容積,故亦稱旋轉變容真空泵。

④羅茨真空泵:泵內裝有兩個相反方向同步旋轉的雙葉形或多葉形的轉子,轉子間、轉子同泵殼內壁之間均保持一定的間隙。它屬於旋轉變容真空泵。機械增壓泵即為這種形式的真空泵。


動量傳輸泵
       這種泵是依靠高速旋轉的葉片或高速射流,把動量傳輸給氣體或氣體分子,使氣體連續不斷地從泵的入口傳輸到出口。具體可分為下述幾種類型。

(1) 分子真空泵:它是利用高速旋轉的轉子把能量傳輸給氣體分子,使之壓縮、排氣的一種真空泵。它有如下幾種型式:

① 牽引分子泵:氣體分子與高速運動的轉子相碰撞而獲得力量,被送到出口,因此,是一種動量傳輸泵。

②渦輪分子泵:泵內裝有帶槽的圓盤或帶葉片的轉子,它在定子圓盤(或定片)間旋轉。轉子圓周的線速度很高。這種泵通常在分子流狀態下工作。

③ 複合分子泵:它是由渦輪式和牽引式兩種分子泵串聯起來的一種複合式分子真空泵。

(2) 噴射真空泵:它是利用文丘裏(VENTURI)效應的壓力降生產的高速射流把氣體輸送到出口的一種動量傳輸泵,適於在粘滯留和過渡流狀態下工作。這種泵又可詳細地分成以下幾種:

① 液體噴射真空泵:以液體(通常為水)為工作介質的噴射真空泵。

② 氣體噴射真空泵:以非可凝性氣體作為工作介質的噴射真空泵。

③ 蒸汽噴射真空泵:以蒸汽(水、油或汞蒸汽)作為工作介質的餓噴射真空泵

(3) 擴散泵以低壓高速蒸汽流(油或汞等蒸汽)作為工作介質的噴射真空泵。氣體分子擴散到蒸汽射流中,被送到出口。在射流中氣體分子密度始終是很低的,這種泵適於在分子流狀態下工作。可分為:

① 自淨化擴散泵:泵液中易揮發的雜質經專門的機械輸送到出口而不回到鍋爐中的一種油擴散泵

② 分餾式擴散泵:這種泵具有分餾裝置,使蒸汽壓強較低的工作液蒸汽進入高真空工作的噴嘴,而蒸汽壓強較高的工作液蒸汽進入低真空工作的噴嘴,它是一種多級油擴散泵。

(4) 擴散噴射泵:它是一種有擴散泵特性的單級或多級噴嘴與具有噴射真空泵特性的單級或多級噴嘴串聯組成的一種動量傳輸泵。油增壓泵即屬於這種形式。

(5) 離子傳輸泵:它是將被電離的氣體在電磁場或電場的作用下,輸送到出口的一種動量傳輸泵。



2.氣體捕集泵

這種泵是一種是氣體分子被吸附或凝結在泵的內表麵上,從而減小了容器內的氣體分子數目而達到抽氣目的的真空泵,有以下幾種型式。

吸附泵:它主要依靠具有大表麵的吸附劑(如多孔物質)的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵

吸氣劑泵:它是一種利用吸氣劑以化學結合方式捕獲氣體的真空泵。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。升華泵即屬於這種形式。

吸氣劑離子泵:它是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麵上,以達到抽氣的目的。它有如下幾種型式。

(1)蒸發離子泵:泵內被電離的氣體吸附在以間斷或連續方式升華(或蒸發)而覆在泵內壁的吸氣材料上,以實現抽氣的一種真空泵。

(2)濺射離子泵:泵內被電離的氣體吸附在由陰極連續濺射散出來的吸氣材料上,以實現抽氣目的的一種真空泵。

低溫泵:利用低溫表麵捕集氣體的真空泵


  • 按其性能特點及用途分類

      按其性能特點及用途分類可以分為:低真空泵、中真空泵、高真空泵、超高真空泵。

 1.低真空泵: 極限壓力高於102Pa的真空泵屬於低真空泵。常見的有往複式真空泵、旋轉式真空泵、液環式真空泵、噴射式真空泵以及吸附式真空泵。

2.中真空泵: 極限壓力在102~10-1Pa的真空泵屬於中真空泵。常見的有羅茨真空泵、多級噴射式真空泵、多級旋轉機械真空泵以及高速旋轉式機械真空泵等。
3.高真空泵: 極限壓力在10-1~10-5Pa的真空泵屬於高真空泵。常見的有各種擴散泵及分子泵等。
4.超高真空泵:極限壓力低於10-5Pa的真空泵屬於超高真空泵。主要用各種離子泵、低溫泵等。


  • 各類真空泵的工作壓力範圍及起動壓強

真空泵種類

工作壓強範圍(Pa)

起動壓強(Pa)

活塞式真空泵

1×105~1.3×102

1×105

旋片式真空泵

1×105~6.7×10-1

1×105

水環式真空泵

1×105~2.7×103

1×105

羅茨真空泵

1.3×103~1.3

1.3×103

渦輪分子泵

1.3~1.3×10-5

1.3

水蒸氣噴射泵

1×105~1.3×10-1

1×105

油擴散泵

1.3×10-2~1.3×10-7

1.3×10

油蒸氣噴射泵

1.3×10~1.3×10-2

1.3×105

分子篩吸附泵

1×105~1.3×10-1

1×105

濺射離子泵

1.3×10-3~1.3×10-9

6.7×10-1

鈦升華泵

1.3×10-2~1.3×10-9

1.3×10-2

鋯鋁吸氣劑泵

1.3×10~1.3×10-11

1.3×10

低溫泵

1.3~1.3×10-11

1.3~1.3×10-1



  • 性能參數


參數名稱

參數定義

真空泵的極限壓強

泵的極限壓強單位是Pa,是指泵 在入口處裝有標準試驗罩 並按規定條件工作,在不引入氣體正常工作的情況下,趨向穩定的最低壓強。

真空泵的抽氣速率

泵的抽氣速率單位是m3/s或l/s,是指泵裝有標準試 驗罩,並按規定條件工作時,從試驗罩 流過的氣體流量與在試驗罩指定位置測得的平衡壓強之比。簡稱泵的抽速。

真空泵的抽氣量

真空泵的抽氣量 單位是Pam3/s或Pal/s。是指 泵入口的氣體流量。

真空泵的起動壓強

真空泵的起動壓強單位為Pa,它是指泵無損壞起動並有抽氣作用 時的壓強。

真空泵的前級壓強

真空泵的前級壓強 單位是Pa,它是指排氣壓強 低於一個大氣壓的真空泵的出口壓強。

真空泵的最大前級壓強

真空泵口最大前級壓強單位是Pa,它是指超過了 能使泵損壞 的前級壓強。

真空泵的最大工作壓強

真空泵的最大工作壓強單位是Pa,它是指對應最大抽氣量 的入口壓強。在此壓強下,泵能連續工作而不惡化或損壞。

真空泵的壓縮比

壓縮比是指泵對給定氣體的出口壓強與入口壓強之比。

真空泵的何氏係數

泵抽氣通道麵積上的實際抽速 與該處按分子瀉流計算的理論抽速 之比。

真空泵的抽速係數

泵的實際抽速與泵入口處按分子瀉流計算的理論抽速之比。

真空泵的返流率

泵的返流率 單位是g/cm2.s。它是指 泵按規定條件工作時,通過泵入口單位麵積的泵流質量流率。

水蒸氣允許量

水蒸氣 的允許量單位是kg/h,它是指泵在正常環境條件下,氣鎮泵 在連續工作時能抽除的水蒸氣質量流量。

最大允許水蒸氣入口壓強

最大允許水蒸氣入口壓強 單位是Pa。它是指 在正常環境條件下,氣鎮泵在連續工作時所能抽除的水蒸氣的最高入口壓強。



  • 術語定義

真空的定義
真空係統指低於該地區大氣壓的稀簿氣體狀態
真空度
處於真空狀態下的氣體稀簿程度,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
托與帕的轉換
1托=133.322帕 或 1帕=7.5×10-3托
平均自由程
作無規則熱運動的氣體粒子,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麵的氣體量,符號用“Q”表示,單位為帕·升/秒(Pa·L/s)或托·升/秒(Torr·L/s)。
流導
表示真空管道通過氣體的能力。單位為升/秒(L/s),在穩定狀態下,管道流導等於管道流量除以管道兩端壓強差。符號記作“U”。 U=Q/(P2- P1)
壓力或壓強
氣體分子作用於容器壁的單位麵積上的力,用“P”表示。
標準大氣壓
壓強為每平方厘米101325達因的氣壓,符號:(Atm)。
極限真空
真空容器經充分抽氣後,穩定在某一真空度,此真空度稱為極限真空。通常真空容器須經12小時煉氣,再經12小時抽真空,最後一個小時每隔10分鍾測量一次,取其10次的平均值為極限真空值。
抽氣速率
在一定的壓強和溫度下,單位時間內由泵進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)
置於真空容器和泵之間,用於吸附氣體或捕集油蒸汽的裝置。
氣鎮閥
油封機械真空泵的壓縮室上開一小孔,並裝上調節閥,當打開閥並調節入氣量,轉子轉到某一位置,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閥。
真空冷凍幹燥
真空冷凍幹燥,也稱升華幹燥。其原理是將材料冷凍,使其含有的水份變成冰塊,然後在真空下使冰升華而達到幹燥目的。
真空蒸鍍
在真空環境中,將材料加熱並鍍到基片上稱為真空蒸鍍,或叫真空鍍膜。
真空幹燥
利用真空環境下沸點低的特點來幹燥物品的方法。
真空係統常用名稱
①主泵:在真空係統中,用於獲得所需要真空度來滿足特定工藝要求的真空泵,如真空鍍膜機中的油擴散泵就是主泵。
②前級泵:用於維持某一真空泵前級壓強低於其臨界前級壓強的真空泵。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,並將係統壓力抽到另一真空泵開始工作的真空泵。如真空鍍膜機中的滑閥泵,就是粗油泵。


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