按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類(lèi)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)。真空泵原理真空泵是指利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來(lái)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(lèi)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)。
1. 1. 真空泵發(fā)展史
隨著真空技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對(duì)其應(yīng)用壓強(qiáng)范圍的要求越來(lái)越寬,大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿(mǎn)足生產(chǎn)和科學(xué)研究過(guò)程的要求,由于真空應(yīng)用部門(mén)所涉及的工作壓力的范圍很寬,因此任何一種類(lèi)型的真空泵都不可能完全適用于所有的工作壓力范圍,只能根據(jù)不同的工作壓力范圍和不同的工作要求,使用不同類(lèi)型的真空泵。隨著真空應(yīng)用的發(fā)展,真空泵的種類(lèi)已發(fā)展了很多種,其抽速?gòu)拿棵肓泓c(diǎn)幾升到每秒幾十萬(wàn)、數(shù)百萬(wàn)升。為了使用方便和各種真空工藝過(guò)程的需要,有時(shí)將各種真空泵按其性能要求組合起來(lái),以機(jī)組型式應(yīng)用。
近年來(lái), 伴隨著我國(guó)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(zhǎng)勢(shì)頭,同時(shí)在真空泵應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展等因素的共同拉動(dòng)下,我國(guó)真空泵行業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定地快速的發(fā)展。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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用真空工藝過(guò)程中必不可少的主力泵種。
2. 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
(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(shí)穩(wěn)定性差,故這種型式多用于小泵。
有時(shí)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(shí),排氣口可以從左或右兩個(gè)方向開(kāi)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(shí)穩(wěn)定性好。臥式泵的進(jìn)氣口在上,排氣口在下。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)。
泵的兩個(gè)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(rùn)滑機(jī)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜。
(2)泵的傳動(dòng)方式
在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種:其一是電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖。從動(dòng)轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過(guò)去帶動(dòng),這樣主動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小,則兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的間隙不會(huì)因主動(dòng)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(guò)程中均勻。真空泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子是通過(guò)一對(duì)高精度齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)其相對(duì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。主動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接。這種傳動(dòng)方式的最大缺點(diǎn)是:a.主動(dòng)軸上有三個(gè)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(chēng),泵的重心偏向電動(dòng)機(jī)和齒輪箱一側(cè)。
特點(diǎn)
(1)在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速;
(2)轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對(duì)稱(chēng)性,故振動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙,不用潤(rùn)滑,摩擦損失小,可大大降低驅(qū)動(dòng)功率,從而可實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速;
(3)泵腔內(nèi)無(wú)需用油密封和潤(rùn)滑,可減少油蒸氣對(duì)真空系統(tǒng)的污染;
(4)泵腔內(nèi)無(wú)壓縮,無(wú)排氣閥。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,對(duì)被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感;
(5)壓縮比較低,對(duì)氫氣抽氣效果差;
(6)轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線(xiàn)柱面,加工和檢查比較困難
3. 真空泵分類(lèi)一
利用泵腔容積的周期性變化來(lái)完成吸氣和排氣過(guò)程的一種真空泵,氣體在排出前被壓縮。
這種泵分為往復(fù)式及旋片式兩種:
(1) 往復(fù)式真空泵:是利用泵腔內(nèi)活塞做往復(fù)式運(yùn)動(dòng),將氣體吸入、壓縮并排出。因此,又稱(chēng)為活塞式真空泵。
(2) 旋片式真空泵:是利用泵腔內(nèi)活塞做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),將氣體吸入、壓縮并排出。旋轉(zhuǎn)真空泵又有如下幾種形式: ① 油封式真空泵:它是利用油類(lèi)密封各運(yùn)動(dòng)部件之間的間隙,減少有害空間的一種旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡?。這種泵通常帶有氣鎮(zhèn)裝置,故又稱(chēng)氣鎮(zhèn)式真空泵。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為如下五種形式。
A滑閥式真空泵:在偏心轉(zhuǎn)子外部裝有一個(gè)滑閥,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑閥沿泵殼內(nèi)壁滑動(dòng)和滾動(dòng),滑閥上部的滑閥桿能在可擺動(dòng)的滑閥導(dǎo)軌中滑動(dòng),而泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。
B.旋片式真空泵:轉(zhuǎn)子以一定的偏心距裝在泵殼內(nèi)并與泵殼內(nèi)表面的固定面靠近,在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有兩個(gè)(或兩個(gè) 以 上)旋片,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)旋片能沿其徑向槽往復(fù)滑動(dòng)且與泵殼內(nèi)壁始終接觸,此旋片隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn),可將泵腔分成幾個(gè)可變?nèi)莘e。
C.余擺線(xiàn)式真空泵:在泵腔內(nèi)偏心裝有一個(gè)型線(xiàn)為余擺線(xiàn)的轉(zhuǎn)子,它沿泵腔內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)并將泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。 E.多室旋片式真空泵:在一個(gè)泵殼內(nèi)并聯(lián)裝有由同一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)獨(dú)立工作室的旋片真空泵。
D.定片式真空泵:在泵殼內(nèi)裝有一個(gè)與泵內(nèi)表面靠近的偏心轉(zhuǎn)子,泵殼上裝有一個(gè)始終與轉(zhuǎn)子表面接觸的徑向滑片,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),滑片能上下滑動(dòng)將泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。
4. 真空泵按真空度分類(lèi)
粗真空系 主要用來(lái)抽除空氣和其它有一定腐蝕性、不溶于水、允許含有少量固體顆粒的氣體。廣泛用于食品、紡織、醫(yī)藥、化工等行業(yè)的真空蒸發(fā)、濃縮、浸漬、干燥等工藝過(guò)程中。按其真空度可以分為:粗真空、高真空、超高真空三大類(lèi)。 該型泵具有真空度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便、工作可靠、維護(hù)方便的特點(diǎn)。 主要用于粗真空。抽氣量大的工藝過(guò)程中。它主要用來(lái)抽除空氣和其它無(wú)腐蝕,不溶于水,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。它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、制藥、食品、石油化工等行業(yè)中。
廣泛應(yīng)用于化工、食品、建材等部門(mén),特別是在真空結(jié)晶、干燥、過(guò)濾、蒸發(fā)等工藝過(guò)程中更為適宜。 無(wú)油(耐腐蝕)立式往復(fù)真空泵是臥式真空泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品,是獲得粗真空的主要設(shè)備。是獲得粗真空的主要真空設(shè)備之一。由于采用全密封裝置,實(shí)現(xiàn)了曲軸箱和汽缸的完全隔離;加上活塞環(huán)使用了自潤(rùn)滑材料,便實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的無(wú)油潤(rùn)滑。由于無(wú)污水排放,所以該型真空泵特別適用于化工、醫(yī)藥和食品等行業(yè)的真空蒸餾、真空蒸發(fā)、真空干燥、真空濃縮、真空浸漬等工藝過(guò)程中。
高真空系 滑閥式真空泵 (Rotary Piston Vacuum Pump) 廣泛應(yīng)用于真空拉晶、真空鍍膜、真空冶金、真空熱處理、真空浸漬、真空干燥、真空蒸餾、真空練泥、航空航天模擬試驗(yàn)等新材料、新技術(shù)、新工藝的生產(chǎn)與研制中。 滑閥真空泵可單獨(dú)使用,也可作為羅茨真空泵、油增壓泵、油擴(kuò)散泵的前級(jí)泵的使用。當(dāng)抽吸對(duì)黑色金屬有腐蝕、對(duì)真空油起化學(xué)反應(yīng)、含大量蒸汽、大量粉塵的氣體時(shí),需附加裝置。優(yōu)點(diǎn):相比旋片式真空泵耐用性要高好幾倍且抽氣速率大,價(jià)格相對(duì)高一點(diǎn)。
它可以單獨(dú)使用,也可作為增壓泵、擴(kuò)散泵、分子泵的前級(jí)泵使用。該型泵廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、電子、化工、石油、醫(yī)藥等行業(yè)的真空冶煉、真空鍍膜、真空熱處理,真空干燥等工藝過(guò)程中。用來(lái)抽除密閉容器的氣體的基本設(shè)備之一。 旋片式真空泵 ( Sliding Vane Rotary Vacuum Pump ) 具有結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,噪音低,振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。所以,它適用于作擴(kuò)散泵的前級(jí)泵,而且更適用于精密儀器配套和實(shí)驗(yàn)室使用。例如:質(zhì)譜儀器,冰箱流水線(xiàn),真空冷凍干燥機(jī)等。
主要用于真空機(jī)組的主泵,需要用前級(jí)泵輔助。如:水環(huán)式真空泵,滑閥真空泵,立式無(wú)油真空泵,分子真空泵等。國(guó)內(nèi)最大羅茨真空泵保持紀(jì)錄為20000L/S。羅茨真空泵 ( Roots Vacuum Pump ) 是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡?,須有前?jí)泵配合方可使用在較寬的壓力范圍內(nèi),有較大的抽速,對(duì)被抽除氣體中含有灰塵和水蒸汽不敏感。廣泛用于冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業(yè)。