真空泵是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置.

真空泵可以界说为: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.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、数一百万升.

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真空泵的机械分类:

按其工作原理,基本上分为气体输送泵和气体捕集泵两种类型.气体输送泵包括:1、液环真空泵(水环式真空泵)2、往复式真空泵3、旋片式真空泵四、定片式真空泵五、滑阀式真空泵6、余摆线真空泵7、干式真空泵8、罗茨真空泵9、分子真空泵10、牵拉分子泵11、复合式真空泵十二、水喷射真空泵13、气体喷射泵1四、蒸汽喷射泵1五、扩散泵等.气体捕集泵包括:吸附泵和低温泵等.工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等.

按其真空度可以分为:粗真空、高真空、超高真空三大类.

各种真空泵的工作原理:

水环式真空泵/液环真空泵工作原理:

水环真空泵(简称水环泵)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1~2×105Pa表压力.

水环泵最初用作自吸抽水机,尔后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门.在工业出产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环泵得到广泛的应用.由于真空应用技术的奔腾发展,水环泵在粗真空获得方面一直被人们所正视.由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,这个之外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多.

在泵体中装有数量适宜的水作为工作液.当叶轮按图中顺时针方向旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了1个决议于泵腔形状的近似于等厚度的封闭环形.水环的下部分内外貌刚好与叶轮轮毂相切,水环的上部内外貌刚好与叶片顶端接触(现实上叶片在水环内有一定的插入深度).此时叶轮轮毂与水环之间形成1个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成和叶片数量相称的若干个小腔.如果以叶轮的下部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔断;当叶轮继续旋转时,小腔缩小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外.

综上所述,水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于变容式真空泵.

罗茨泵的工作原理:

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,可以实现高转速运行.由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很低,故高、中真空泵需要前级泵.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,以是,在泵腔内气体没有压缩和膨胀.

但当转子顶部转过排气口边缘,v0空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高,则有一部分气体返冲到空间v0中去,使气体压强突然增高.当转子继续转动时,气体排出泵外.

旋片式真空泵工作原理:

旋片式真空泵(简称旋片泵)是一种油封式机械真空泵.其工作压强范围为101325~1.33×10-2(Pa)属于低真空泵.它可以独自使用,也能够作为其他高真空泵或超高真空泵的前级泵.它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等出产和科研部门.

旋片泵可以抽除密封容器中的干燥气体,若附有气镇装置,还可以抽除一定量的可凝性气体.但它不适于抽除含氧过高的,对金属有腐化性的、对泵油会起化学反应和含有颗粒灰尘的气体.

旋片泵是真空技术中最基本的真空获得设备之一.旋片泵多为中小型泵.旋片泵有单级和双级两种.所谓双级,就是在结构上将两个单级泵串联起来.一般多做成双级的,以获得较高的真空度.

旋片泵的抽速与入口压强的关系规定如次:在入口压强为1333Pa、1.33Pa和1.33×10-1(Pa)下,其抽速值分别不得低于泵的名义抽速的95%、50%和20%.

旋片泵首要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等构成.在旋片泵的腔内偏心地安装1个转子,转子外圆与泵腔内外貌相切(二者有很小的间隙),转子槽内装有带弹簧的二个旋片.旋转时,靠离心力和弹簧的拉力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触,转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动.

两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分,当转子按箭头方向旋转时,与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的,正处于吸气过程.而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的,正处于排气过程.居中的空间B的容积也是逐渐减小的,正处于压缩过程.由于空间A的容积是逐渐增大(即膨胀),气体压强减低,泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强,因此将气体吸入.当空间A与吸气口隔断时,即转至空间B的位置,气体起头被压缩,容积逐渐缩小,最后与排气口相通.当被压缩气体超过排气压强时,排气阀被压缩气体推开,气体穿过油箱内的油层排至大气中.由泵的连续运转,到达连续抽气的目的.如果排出的气体通过气道而转入另一级(低真空级),由低真空级抽走,再经低真空级压缩后排至大气中,即构成了双级泵.这时总的压缩比由两级来负担,因而提高了极限真空度.

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