 隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，真空泵的應(yīng)用也越來越廣泛。例如在塑料機(jī)械、農(nóng)藥化工、染料化工、低溫設(shè)備醫(yī)藥化工、食品機(jī)械、電子行業(yè)、真空設(shè)備等領(lǐng)域。為了讓廣大七友們更好的全面了解真空泵，小七特別整理了一份關(guān)于真空泵特輯的詳細(xì)資料。由于內(nèi)容過多，所以本次真空泵特輯共分為四部分，分別是各種真空泵的工作原理詳解；各種真空泵的應(yīng)用；各種真空泵的故障及解決措施；真空泵的市場分析及國內(nèi)知名真空泵企業(yè)介紹。下面小七將重點(diǎn)講解第一部分：各種真空泵的工作原理詳解 真空泵的分類 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(yīng)用技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對其應(yīng)用壓強(qiáng)范圍的要求越來越寬，大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿足生產(chǎn)和科學(xué)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(jī)組進(jìn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行一些具體的詳細(xì)的分類是必要的?，F(xiàn)分述如下 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(dá)到抽氣目的的真空泵，這種泵基本上有兩種類型： 1、變?nèi)菡婵毡谩 ∽內(nèi)菡婵毡檬抢帽们蝗莘e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。這種泵分為往復(fù)式及旋轉(zhuǎn)式兩種： ⑴往復(fù)真空泵：是利用泵腔內(nèi)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將氣體吸入、壓縮并排出。因此，又稱為活塞式真空泵。 ⑵旋轉(zhuǎn)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型式 ①油封式真空泵：它是利用油類密封各運(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，故又稱氣鎮(zhèn)式真空泵。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為如下五種型式。 a)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。 b）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)，而把泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。 c）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。 d）余擺線式真空泵：在泵腔內(nèi)偏心裝有一個(gè)型線為余擺線的轉(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。 ?、诟墒秸婵毡茫核且环N不用油類（或液體）密封的變?nèi)菡婵毡谩?br/> ③液環(huán)式真空泵：帶有多葉片的轉(zhuǎn)子偏心裝在泵殼內(nèi)，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí)，把液體（通常為水或油）拋向泵殼形成泵殼同心的液環(huán)，液環(huán)同轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期變化的幾個(gè)小容積，故亦稱旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡谩?br/> ?、芰_茨真空泵：泵內(nèi)裝有兩個(gè)相反方向同步旋轉(zhuǎn)的雙葉形或多葉形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子同泵殼內(nèi)壁之間均保持一定的間隙。它屬于旋轉(zhuǎn)變真空泵。機(jī)械增壓泵即為這種型式的真空泵。 2、動(dòng)量傳輸泵 這種泵是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉片或高速射流，把動(dòng)量傳輸給氣體或氣體分子，使氣體連續(xù)不斷地從泵的入口傳輸?shù)匠隹?。具體可分為下述幾種類型。 ?、欧肿诱婵毡茫核抢酶咚傩D(zhuǎn)的轉(zhuǎn)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： ?、贍恳肿颖茫簹怏w分子與高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子相碰撞而獲得動(dòng)量，被送到出口，因此，是一種動(dòng)量傳輸泵。 ?、跍u輪分子泵：泵內(nèi)裝有帶槽的圓盤或帶葉片的轉(zhuǎn)子，它在定子圓盤（或定片）間旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子圓周的線速度很高。這種泵通常在分子流狀態(tài)下工作。 ?、蹚?fù)合分子泵：它是由渦輪式和牽引式兩種分子泵串聯(lián)組合起來的一種復(fù)合式分子真空泵。 ?、茋娚湔婵毡茫核抢梦那鹄铮╒enturi）效應(yīng)的壓力降產(chǎn)生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵，適于在粘滯流和過渡流狀態(tài)下工作。這種泵又可詳細(xì)地分成以下幾種： ?、僖后w噴射真空泵：以液體（通常為水）為工作介質(zhì)的噴射真空泵。 ?、跉怏w噴射真空泵：以非可凝性氣體作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。 ?、壅魵鈬娚湔婵毡茫阂哉魵猓ㄋ⒂突蚬日魵猓┳鳛楣ぷ鹘橘|(zhì)的噴射真空泵。 ?、菙U(kuò)散泵：以低壓高速蒸氣流（油或汞等蒸氣）作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。氣體分子擴(kuò)散到蒸氣射流中，被送到出口。在射流中氣體分子密度始終是很低的，這種泵適于在分子流狀態(tài)下工作。可分為： ?、僮詢艋瘮U(kuò)散泵：泵液中易揮發(fā)的雜質(zhì)經(jīng)專門的機(jī)械輸送到出口而不回到鍋爐中的一種油擴(kuò)散泵。 ②分餾式擴(kuò)散泵：這種泵具有分餾裝置，使蒸氣壓強(qiáng)較低的工作液蒸氣進(jìn)入高真空工作的噴嘴，而蒸氣壓強(qiáng)較高的工作液蒸氣進(jìn)入低真空工作的噴嘴，它是一種多級油擴(kuò)散泵。 ?、葦U(kuò)散噴射泵：它是一種有擴(kuò)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(lián)組成的一種動(dòng)量傳輸泵。油增壓泵即屬于這種型式。 ?、呻x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(dòng)量傳輸泵。 氣體捕集泵 這種泵是一種使氣體分子被吸附或凝結(jié)在泵的內(nèi)表面上，從而減小了容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目而達(dá)到抽氣目的的真空泵，有以下幾種型式。 1）吸附泵 它主要依靠具有大表面的吸附劑（如多孔物質(zhì)）的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵。 2）吸氣劑泵 它是一種利用吸氣劑以化學(xué)結(jié)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。升華泵即屬于這種型式。 3）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面上，以達(dá)到抽氣的目的。它有如下幾種型式。 ?、耪舭l(fā)離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在以間斷或連續(xù)方式升華（或蒸發(fā)）而覆在泵內(nèi)壁的吸氣材料上，以實(shí)現(xiàn)抽氣的一種真空泵。 ?、茷R射離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在由陰極連續(xù)濺射散出來的吸氣材料上，以實(shí)現(xiàn)抽氣目的的一種真空泵。 4）低溫泵 利用低溫表面捕集氣體的真空泵 真空泵主要構(gòu)件介紹    各種真空泵的工作原理介紹 1爪型干式真空泵   爪型干式無油真空泵在泵腔內(nèi)具有若干組相互嚙合的爪型轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與泵腔之間并不接觸，留有微小的間隙，不用任何潤滑劑，從而保證了清潔的真空環(huán)境。泵的結(jié)構(gòu)采用多級轉(zhuǎn)子竄連的形式，每組轉(zhuǎn)子分別位于不同泵腔做同步反方向運(yùn)動(dòng)。泵腔被爪型轉(zhuǎn)子分隔為吸氣腔和排氣腔兩部分。隨著轉(zhuǎn)子連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行循環(huán)的吸氣排氣過程，實(shí)現(xiàn)了泵連續(xù)抽氣的目的。  上圖為羅茨轉(zhuǎn)子由0°到360°的抽氣過程。在0°位置時(shí)（圖a），進(jìn)排氣道關(guān)閉，吸氣腔與排氣腔溝通，泵腔內(nèi)壓力均衡相等。當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到50°時(shí)（圖b），形成負(fù)壓腔，進(jìn)氣道打開，正壓腔壓力逐漸提高。工作過程中，此位置是轉(zhuǎn)子正好處于換向泵腔壓力平衡的瞬間，轉(zhuǎn)子從該位置再轉(zhuǎn)過一定角度，則轉(zhuǎn)子開始密封分割為吸氣腔與壓縮排氣腔兩部分，此時(shí)開始做功。此位置進(jìn)氣口打開，隨著轉(zhuǎn)子的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)負(fù)壓腔容積逐漸增大開始吸氣，排氣腔容積逐漸減小，由于排氣口尚未打開，因此氣體被壓縮，壓縮量隨排氣口上線位置的變化而變化。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到155°時(shí)，此時(shí)負(fù)壓腔繼續(xù)進(jìn)氣，排氣道打開，開始排氣。此位置時(shí)泵的吸氣做功繼續(xù)進(jìn)行，排氣口開始打開，被壓縮的氣體快速排入下一級泵腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到312°時(shí)，進(jìn)排氣口關(guān)閉。此位置轉(zhuǎn)子做功以完成一個(gè)周期，此時(shí)泵腔內(nèi)壓力逐漸恢復(fù)均衡狀態(tài)。（圖d）此位置又回到初始位置，隨著泵轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸氣和排氣過程循環(huán)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了泵的連續(xù)抽氣做功，實(shí)現(xiàn)了抽真空的目的。轉(zhuǎn)子沒轉(zhuǎn)一周，吸氣和排氣各進(jìn)行一次。 2水環(huán)式真空泵  水環(huán)真空泵（簡稱水環(huán)泵）是一種粗真空泵，它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa，串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa。水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī)，稱為水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī)，其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。 由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含塵、含水的氣體，因此，水環(huán)泵應(yīng)用日益增多。  水環(huán)式真空泵工作原理如原理圖：葉輪偏心地安裝在泵體內(nèi)，起動(dòng)時(shí)向泵內(nèi)注入一定高度的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中指示的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度）。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的上部0°為起點(diǎn)，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)小腔的與端面上的吸氣口相通，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容積由小變大，壓強(qiáng)不斷降低，當(dāng)?shù)陀诒怀槿萜鞯膲簭?qiáng)時(shí)，被抽氣體不斷被抽進(jìn)來，當(dāng)吸氣終了時(shí)腔體則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，腔與排氣口相通，腔體由大變小，使氣體不斷被壓縮，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)大于排氣壓強(qiáng)時(shí)，氣體被排出泵外。水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?br/> 3螺桿型干式真空泵  螺桿泵的工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)，現(xiàn)以其中的一對齒來說明。  1. 吸氣過程 下圖示出螺桿泵的吸氣過程，所研究的一對齒用箭頭標(biāo)出。在圖中，陽轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，陰轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。圖中的轉(zhuǎn)子端面是吸氣端面。 圖a示出吸氣過程即將開始時(shí)的轉(zhuǎn)子位置。在這一時(shí)刻，這一對齒前端的型線完全嚙合，且即將與吸氣口連接。隨著轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)，由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個(gè)齒間容積的擴(kuò)大，在其內(nèi)部形成了一定的真空，而此齒間容積又僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中，如圖b中陰影部分所示。在隨后的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，陽轉(zhuǎn)子齒不斷從陰轉(zhuǎn)子齒的齒槽中脫離出來，齒間容積不斷擴(kuò)大，并與吸氣孔口保持連通。 吸氣過程結(jié)束時(shí)的轉(zhuǎn)子位置如圖c所示，其最顯著的特點(diǎn)是齒間容積達(dá)到最大值。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，所研究的齒間容積不會(huì)再增加。齒間容積在此位置與吸氣孔口斷開，吸氣過程結(jié)束。 2 壓縮過程 下圖示出螺桿泵的壓縮過程。圖中的轉(zhuǎn)子端面是排氣端面。在這里，陽轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，陰轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 圖a示出螺桿泵壓縮過程即將開始時(shí)的轉(zhuǎn)子位置。此時(shí)氣體被轉(zhuǎn)子齒和機(jī)殼包圍在一個(gè)封閉的空間中，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合就要開始減小。 隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減小。被密封在齒間容積中的氣體被占據(jù)體積也隨之減小，導(dǎo)致壓力升高，從而實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過程，如圖b所示。壓縮過程可一直持續(xù)到齒間容積即將與排氣孔口連通之前。如圖c所示。 3 排氣過程 下圖示出螺桿泵的排氣過程。齒間容積與排氣孔口連通后，即開始排氣過程。隨著齒間容積的不斷縮小，具有排氣壓力的氣體逐漸通過排氣孔口被排出，如圖a 所示。這個(gè)過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合，如圖b所示。此時(shí)，齒間容積內(nèi)的氣體通過排氣孔口被完全排出，封閉的齒間容積的體積變?yōu)榱恪?br/> 4往復(fù)式真空泵 往復(fù)式真空泵（又稱活塞式真空泵）,屬于低真空獲得設(shè)備之一，它的極限壓力一般在1330～2660P 往復(fù)式真空泵（簡稱往復(fù)泵）又名活塞式真空泵，屬于低真空獲得設(shè)備之一。它與旋片式真空泵相比較，它能被制成大抽速的泵；與水環(huán)式真空泵相比，效率稍高。這類泵的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)較大等。 上圖為往復(fù)式真空泵的工作原理圖，往復(fù)式真空泵的主要部件是氣缸1及在其中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞2，活塞的驅(qū)動(dòng)是用曲柄連桿機(jī)構(gòu)3（包括十字頭）來完成的。除上述主要部件外還有排氣閥4和吸氣閥5等重要部件，以及機(jī)座、曲軸箱、動(dòng)密封和靜密封等輔助部件。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)），使氣缸內(nèi)的活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)從左端向右端運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于氣缸的左腔體積不斷增大，左腔空間的壓強(qiáng)不斷的降低，當(dāng)左腔空間內(nèi)的壓強(qiáng)低于被抽容器內(nèi)的壓強(qiáng)，根據(jù)氣體壓強(qiáng)平衡的原理，被抽容器內(nèi)的氣體經(jīng)過吸氣閥5不斷地被抽進(jìn)左腔，此時(shí)正處于吸氣過程。當(dāng)活塞達(dá)到最右位置時(shí)，氣缸左腔內(nèi)就充滿了氣體。接著活塞從右端向左端運(yùn)動(dòng)，此時(shí)吸氣閥5自動(dòng)關(guān)閉。氣體隨著活塞從右往左運(yùn)動(dòng)而逐漸被壓縮。當(dāng)氣缸內(nèi)的氣體達(dá)到排氣壓力時(shí)，此時(shí)排氣閥4被打開，氣體被排出，完成了一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)活塞在從左端向右端運(yùn)動(dòng)時(shí)，重復(fù)上述循環(huán)，如此反復(fù)下去，被抽容器內(nèi)最終達(dá)到某一穩(wěn)定的平衡壓力為提高抽氣效率，一般在氣缸的兩端均設(shè)有吸氣閥和排氣閥，然后用管路將氣缸兩端的吸氣口和排氣口并聯(lián)起來。 5噴射真空泵 蒸汽噴射真空泵有一定壓強(qiáng)的工作，蒸汽通過拉瓦爾噴咀，減壓增速（蒸汽的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能）以超音速噴入混合室，與被抽介質(zhì)混合，進(jìn)行能量交換，混合后的氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器，減速增壓（動(dòng)通轉(zhuǎn)化為壓強(qiáng)能），為了減少后級泵的抽氣負(fù)荷，配置冷凝器，通過有一定溫差的兩種介質(zhì)對流，進(jìn)行熱交換，達(dá)到冷凝高溫介質(zhì)目的，排到大氣壓。(原理見下圖） 噴射真空泵的內(nèi)部構(gòu)件主要有拉瓦爾噴嘴和擴(kuò)壓器組成，單級蒸汽噴射泵的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其它各級的結(jié)構(gòu)形式與此基本相同。 其工作過程可分為三個(gè)階段：絕熱膨脹階段、混合階段、壓縮階段。 在絕熱膨脹階段，工作蒸汽通過縮放噴嘴后，壓力能轉(zhuǎn)化為速度能，以極高的速度進(jìn)入擴(kuò)壓器，同時(shí)工作蒸汽的壓力在噴嘴出口處下降，形成真空把被抽氣體吸入； 混合階段，被抽氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器，在擴(kuò)壓器中，蒸汽與被抽氣體發(fā)生碰撞、混合，進(jìn)行能量交換，到擴(kuò)壓器喉部完成混合，兩種氣體達(dá)到同一速度； 壓縮階段，經(jīng)過擴(kuò)壓器喉部后，混合氣速度降低，壓力進(jìn)一步上升，在擴(kuò)壓器出口達(dá)到大氣壓力或后一級噴射器的入口壓力，把被抽氣體排出。 6旋片式真空泵 旋片泵的旋片把轉(zhuǎn)子、泵腔和兩個(gè)端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分，當(dāng)轉(zhuǎn)子按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，與吸氣口相通的空間A的容積是逐漸增大的，正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的，正處于排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的，正處于壓縮過程。 由于空間A的容積是逐漸增大(即膨脹)，氣體壓強(qiáng)降低，泵的入口處外部氣體壓強(qiáng)大于空間A內(nèi)的壓強(qiáng)，因此將氣體吸入。當(dāng)空間A與吸氣口隔絕時(shí)，即轉(zhuǎn)至空間B的位置，氣體開始被壓縮，容積逐漸縮小，最后與排氣口相通。當(dāng)被壓縮氣體超過排氣壓強(qiáng)時(shí)，排氣閥被壓縮氣體推開，氣體穿過油箱內(nèi)的油層排至大氣中。由泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到連續(xù)抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉(zhuǎn)入另一級(低真空級)，由低真空級抽走，再經(jīng)低真空級壓縮后排至大氣中，即組成了雙級泵。這時(shí)總的壓縮比由兩級來負(fù)擔(dān)，因而提高了極限真空度。 5滑閥式真空泵 滑閥式油封機(jī)械泵（簡稱滑閥泵）同旋片泵一樣，也是一種變?nèi)菔綒怏w傳輸泵。其和范圍和使用條件與旋片泵基本相同。 這種泵亦分單級泵和雙級泵兩種，有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)形式。 這種泵主要由泵體及在缸內(nèi)作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)的滑閥所組成。在泵缸中，裝有滑閥環(huán)(4)，其內(nèi)裝有偏心輪(3)。偏心輪固定在軸(2)上，軸與泵缸中心線相重合。在滑閥環(huán)上裝有長方形的滑閥桿(5)，它能在半圓形滑閥導(dǎo)軌(7)中上下滑動(dòng)及左右擺動(dòng)，因此泵缸被滑閥環(huán)和滑閥桿分隔為A,B兩室，泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于A, B兩室容積周期性地改變(極小與極大之間)，從而達(dá)到抽氣的目的。雙級型的滑閥泵，實(shí)際上是由兩個(gè)單級泵串聯(lián)起來的，它的高、低真空室在同一泵體內(nèi)，有的是直接鑄造成一個(gè)整體，有的是壓入中隔板來把泵腔分為高、低兩室。但二者的前后兩室均不直接有孔相通，而是高真空室把容器中的氣體吸入經(jīng)膨脹壓縮后排到泵腔上部空腔，再由低真空室吸入經(jīng)膨脹壓縮過程排出泵外。 滑閥泵由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，容量比旋片泵大得多，因此常常被用在大型真空設(shè)備上。滑閥泵有單級和雙級兩種型式。單級泵的極限壓力對小泵≤0.6Pa，對大泵≤1.3Pa（均關(guān)氣鎮(zhèn)），雙級泵的極限壓力≤0.06Pa（關(guān)氣鎮(zhèn)）。抽速大于150L/s的滑閥泵多采用單級型式。 由于滑閥泵的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量有較大的偏心，如果滑很好的質(zhì)量平衡，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。但泵旋轉(zhuǎn)質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)軌跡是形狀復(fù)雜的封閉曲線，因此很難實(shí)現(xiàn)對滑閥泵慣性力的完全平衡。做好滑閥的質(zhì)量平衡，減少泵的振動(dòng)一直是滑閥泵需要解決的一個(gè)重要課題。 8羅茨真空泵 羅茨泵的工作原理： 羅茨泵在泵腔內(nèi)，有二個(gè)'8'字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動(dòng)比為1的一對齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間，保持有一定的間隙，可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于羅茨泵是一種無內(nèi)壓縮的真空泵，通常壓縮比很低，故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結(jié)構(gòu)和制造精度外，還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度，可將羅茨泵串聯(lián)使用。 羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v0內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。 但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣，v0空間與排氣側(cè)相通時(shí)，由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強(qiáng)突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣體排出泵外。 9油擴(kuò)散真空泵 油擴(kuò)散真空泵，采用不銹鋼內(nèi)腔并含有縱向疊加的錐形噴射口的內(nèi)室。通常有三個(gè)噴射口內(nèi)室其大小逐個(gè)減小, 最大的在底部。在內(nèi)腔的底部是一灘特殊的低蒸汽壓油。油由內(nèi)腔底部下設(shè)的電加熱器加熱煮沸，氣化的油油向上移，從各個(gè)內(nèi)室的噴射口排出來。而水通過在內(nèi)腔外壁的循環(huán)使內(nèi)腔降溫，從而避免熱量外溢并維持其長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。 之所以稱它為擴(kuò)散泵的唯一理由是，根據(jù)觀察抽取氣體的分子滲透進(jìn)蒸汽噴口的方式類似于一種氣體擴(kuò)散到另一種氣體里。從相當(dāng)大直徑的噴射口出來，高能油滴以時(shí)速750英里每小時(shí)的速度在內(nèi)室和內(nèi)腔壁之間向下落去。這些油滴已達(dá)到了超音速，但卻沒有音爆，主要因?yàn)椴糠终婵諣顟B(tài)下分子間隔太大以至于不能傳導(dǎo)聲能。蒸汽噴口的捕捉率取決于他的密度，速率和分子量。高速噴口 與在碰巧進(jìn)入其內(nèi)部的氣體分子發(fā)生碰撞是由于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)。這通常會(huì)給分子以向下的動(dòng)力使它們能從泵的排氣口排出從而達(dá)到更高的真空水平。在內(nèi)腔底部，積淀下來的大氣氣體分子被輔助泵消除，同時(shí)積淀下來的油則開始又一輪的循環(huán)。 10分子泵工作原理 分子泵的抽氣機(jī)理與機(jī)械泵靠泵腔容積變化進(jìn)行抽氣的機(jī)理不同，利用了動(dòng)量傳遞原理，使分子定向流動(dòng)而被排出泵外，從而達(dá)到抽氣的目的。 分子泵在電機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，采用變頻電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)，目的是得到較高的轉(zhuǎn)速。在分子流區(qū)域內(nèi)，氣體分子與高速轉(zhuǎn)到的葉片表面碰撞，動(dòng)量傳遞給氣體分子，使部分氣體分子在剛體表面的運(yùn)動(dòng)方向上，產(chǎn)生定向流動(dòng)而被排出泵外，從而達(dá)到抽氣的目的。通常把用高速運(yùn)動(dòng)的剛體表面攜帶氣體分子，并使其按一定方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為分子牽引現(xiàn)象，利用這一現(xiàn)象制成的真空泵稱為牽引分子泵(蓋德泵)。牽引分子泵的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間短，在分子流態(tài)下有很高的壓縮比，能抽除各種氣體和蒸氣，特別適于抽除較重的氣體。但由于牽引分子泵抽速小，密封間隙太小，工作可靠性較差，易出機(jī)械故障，而且制造困難，實(shí)際上很少應(yīng)用。后來對牽引分子泵進(jìn)行了改進(jìn)，出現(xiàn)了渦輪分子泵。 渦輪分子泵內(nèi)有多組相間動(dòng)輪葉和定輪葉，每一個(gè)輪葉上有許多按一定角度斜置的葉片，如圖一所示。實(shí)際的渦輪分子泵都是由多級葉列串聯(lián)組成，即按動(dòng)片、定片、動(dòng)片等依次交替排列。動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)又類似于電風(fēng)扇葉片的作用，能將氣體從一側(cè)抽到另一側(cè)。提高分子泵的轉(zhuǎn)速，有利于提高分子泵的抽速。由于葉片轉(zhuǎn)速限制，如果氣體分子運(yùn)動(dòng)速度較大，泵抽真空就比較困難。 可以看出，渦輪分子泵也是一種機(jī)械式真空泵，通過高速旋轉(zhuǎn)的多級渦輪轉(zhuǎn)子葉片和靜止葉片的組合進(jìn)行抽氣的，在分子流區(qū)域內(nèi)對被抽氣體產(chǎn)生很高的壓縮比，從而獲得所需要的真空性能。渦輪分子泵極限真空比擴(kuò)散泵高，可達(dá)10^-8pa。正常工作時(shí)需要一定的前級真空度，其真空度高低視泵不同略有差異，一般在1-200Pa之間，可采用機(jī)械泵作為前級泵，高真空機(jī)組是由分子泵和機(jī)械泵組成的。由于渦輪分子泵的轉(zhuǎn)速高，通常用中頻電機(jī)帶動(dòng)，中頻電源的頻率在300-400Hz之間。渦輪分子泵一般采用水冷方式。 復(fù)合式分子泵是渦輪分子泵與牽引分子泵的串聯(lián)組合，集兩種泵的優(yōu)點(diǎn)于一體，能在很寬的壓力范圍10^-6-1Pa內(nèi)，具有較大的抽速和較高的壓縮比，大大提高了泵的出口壓力。 11鈦升華泵 從圖可見，鈦升華泵的結(jié)構(gòu)大致可分為三部分：吸氣面、熱絲(或升華器)和控制器。鈦升華泵的工作過程是由控制器通電給升華器(或熱絲)，使鈦加熱到足夠高的溫度(1100oC)直接升華。升華出來的鈦沉積在用水或液氮冷卻的表面上，形成新鮮的鈦膜層。鈦在升化和沉積的過程中，與活性氣體結(jié)合成穩(wěn)定的化合物(固相的TiO或TiN)，結(jié)果將空間的氣體分子抽除了。 鈦升華泵抽除的氣體分子吸附在鈦膜上，吸附機(jī)理是比較復(fù)雜的．通常認(rèn)為是物理吸附和化學(xué)吸 附綜合作用的結(jié)果，以化學(xué)吸附為主。 鈦升華泵的結(jié)構(gòu)： 鈦升華泵可有三種類型，一種是單體泵，用法蘭與被抽容器聯(lián)接；另一種是升華器放入被抽容器中，被抽容器壁即為吸氣面；第三種是與其它泵組合，作成組合泵。無論哪種類型，都必須有吸氣面、升華器和控制器三部分。吸氣面主要是泵體或各種殼體，控制器屬于電控，升華器的種類較多，這里介紹幾種升華器的結(jié)構(gòu)。 1)對升華器的要求：能提供所需要的鈦升華率；鈦升華率易于調(diào)節(jié)，可連續(xù)或間斷地供應(yīng)吸氣劑；鈦升華器本身出氣少或易于去氣；要有足夠的工作壽命，即要有足夠的儲(chǔ)鈦量。 2)電阻加熱式升華器：直接通電加熱鈦絲。常用兩種結(jié)構(gòu)。 ?、倮p繞鈦絲式升華器：將鈦絲直接纏繞在鎢桿或鉭桿上，鎢桿或鉭桿通電加熱到足夠高的溫度，鈦就不斷升華出來。 ?、阝併f絲式升華器：這種升華器是將鈦(85％)與鉬(15％)冶煉成合金或?qū)⑩佒苯渝冊阢f桿上，然后將鈦鉬絲直接通電加熱，使鈦不斷升華。 3)熱傳導(dǎo)加熱式：它是由導(dǎo)熱性能良好的氧化鈹陶瓷為芯，內(nèi)串以錸鎢絲制成的加熱器。陶瓷芯上先繞一層鉬箔，防止鈦與氧化鈹直接接觸起反應(yīng)，避免鈦的加劇消耗。鈦帶纏繞在鉬箔上，它們之間用氧化鉿-甘油漿涂敷。 4)輻射加熱式升華器：這種升華器從結(jié)構(gòu)上將加熱源和升華源分成兩部分。利用放在鈦球內(nèi)的螺旋鎢絲，由電阻加熱作熱源，利用輻射加熱鈦球，使鈦不斷地升華。 鈦升華泵的特性： 1)極限壓強(qiáng)：可達(dá)10-10Pa。 2)抽速：鈦升華泵的抽速較大，新鮮鈦膜在液氮溫度下，對氮的抽速可達(dá)10.1L／cm2·s，對氫的抽速可達(dá)19.9L／cm2·s。鈦升華泵的抽速受很多因素影響，升華速率是決定其抽速的主要因素之一。若吸氣面足夠大，在一定壓強(qiáng)范圍內(nèi)，升華速率高，則泵的抽速大。當(dāng)然膜沉積速率與排氣量要相稱，否則第一層鈦膜吸氣尚未飽和，第二層又覆蓋上去，即使升華率高，抽速也增大不了多少。為了維持恒定的抽速，減少鈦的消耗，需要對升華速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)真空度高時(shí)要把升華速率降低。吸氣面也是決定泵性能的重要因素之一。吸氣面越大，泵的抽速越大。但泵口流導(dǎo)限制了泵的抽速。對室溫下空氣，泵口最大流導(dǎo)是11.7L／cm2·s。 各位七友：對于小七整理的關(guān)于真空泵的知識點(diǎn)，分為以下幾部分，后面將會(huì)一一呈送給大家，對于下面幾部分知識點(diǎn)，大家有需要了解的可以給發(fā)消息到后臺(tái)，小七將會(huì)在后期內(nèi)容中回復(fù)你們的疑問。大家也可以踴躍向小七推薦你們所熟知的知名真空泵企業(yè)。以下是各內(nèi)容點(diǎn)發(fā)布時(shí)間，七友們可別錯(cuò)過了。 |
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