真空泵抽取真空及工作原理

在带有吸气阀和排气阀的圆形泵体（定子）内，装有一个偏心转子和在转子槽中靠离心力运动的三片叶片，这些叶片将泵分成三部分，它们的容积随阗转子的转动，周期性地变化，完成气体的抽吸，压缩，排出过程，从而使抽吸口处的气体被抽吸，形成真空。

一、2X型旋片式真空泵（简称旋片泵）工作压强范围为101325~1.33×10-2（Pa）属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它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、石油及医药等生产和科研部门。

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，对金属有腐蚀性的、对泵油会起化学反应以及含有颗粒尘埃的气体。

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下：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%。

二、2X型旋片真空泵工作原理如下：

旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（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，靠离心力和弹簧的张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），气体压强降低，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与吸气口隔绝时，即转至空间B的位置，气体开始被压缩，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，达到连续抽气的目的。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，即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。

三、根据工作原理对真空泵进行分类

现分述如下：

(一)、气体传输泵(真空泵的工作原理)

气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：

1、变容真空泵

变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。气体在排出前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种：

⑴往复真空泵：是利用泵腔内活塞做往复运动，将气体吸入、压缩并排出。因此，又称为活塞式真空泵。

⑵旋转真空泵：是利用泵腔内活塞做旋转运动，将气体吸入，压缩并排出。旋转真空泵又有如下几种型式：

①油封式真空泵：它是利用油类密封各运动部件之间的间隙，减少有害空间的一种旋转变容真空泵。这种泵通常带有气镇装置，故又称气镇式真空泵。按其结构特点分为如下五种型式。

a）旋片式真空泵：转子以一定的偏心距装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近，在转子槽内装有两个（或两个以上）旋片，当转子旋转时旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触，此旋片随转子一起旋转，可将泵腔分成几个可变容积。

b）滑阀式真空泵：在偏心转子外部装有一个滑阀，转子旋转带动滑阀沿泵壳内壁滑动和滚动，滑阀上部的滑阀杆能在可摆动的滑阀导轨中滑动，而把泵腔分成两个可变容积。

c）定片式真空泵：在泵壳内装有一个与泵内表面靠近的偏心转子，泵壳上装有一个始终与转子表面接触的径向滑片，当转子旋转时，滑片能上、下滑动将泵腔分成两个可变容积。

d）余摆线式真空泵：在泵腔内偏心装有一个型线为余摆线的转子，它沿泵腔内壁转动并将泵腔分成两个可变容积。

e）多室旋片式真空泵：在一个泵壳内并联装有由同一个电动机驱动的多个独立工作室的旋片真空泵。

②干式真空泵：它是一种不用油类（或液体）密封的变容真空泵。

③液环式真空泵：带有多叶片的转子偏心装在泵壳内，当它旋转时，把液体（通常为水或油）抛向泵壳形成泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小容积，故亦称旋转变容真空泵。

④罗茨真空泵：泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子，转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。它属于旋转变真空泵。机械增压泵即为这种型式的真空泵。

2、动量传输泵(真空泵的工作原理)

这种泵是依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。具体可分为下述几种类型。

⑴分子真空泵：它是利用高速旋转的转子把能量传输给气体分子，使之压缩、排气的一种真空泵。它有如下几种型式：

①牵引分子泵：气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被送到出口，因此，是一种动量传输泵。

②涡轮分子泵：泵内装有带槽的圆盘或带叶片的转子，它在定子圆盘（或定片）间旋转。转子圆周的线速度很高。这种泵通常在分子流状态下工作。

③复合分子泵：它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合式分子真空泵。

(2)喷射真空泵：它是利用文丘里（Venturi）效应的压力降产生的高速射流把气体输送到出口的一种动量传输泵，适于在粘滞流和过渡流状态下工作。这种泵又可详细地分成以下几种：

①液体喷射真空泵：以液体（通常为水）为工作介质的喷射真空泵。

②气体喷射真空泵：以非可凝性气体作为工作介质的喷射真空泵。

③蒸气喷射真空泵：以蒸气（水、油或汞等蒸气）作为工作介质的喷射真空泵。

(3)扩散泵：以低压高速蒸气流（油或汞等蒸气）作为工作介质的喷射真空泵。气体分子扩散到蒸气射流中，被送到出口。在射流中气体分子密度始终是很低的，这种泵适于在分子流状态下工作。可分为：

①自净化扩散泵：泵液中易挥发的杂质经专门的机械输送到出口而不回到锅炉中的一种油扩散泵。

②分馏式扩散泵：这种泵具有分馏装置，使蒸气压强较低的工作液蒸气进入高真空工作的喷嘴，而蒸气压强较高的工作液蒸气进入低真空工作的喷嘴，它是一种多级油扩散泵。

(4)扩散喷射泵：它是一种有扩散泵特性的单级或多级喷嘴与具有喷射真空泵特性的单级或多级喷嘴串联组成的一种动量传输泵。油增压泵即属于这种型式。

(5)离子传输泵：它是将被电离的气体在电磁场或电场的作用下，输送到出口的一种动量传输泵。

(二)、气体捕集泵(真空泵的工作原理)

这种泵是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵，有以下几种型式。

1、吸附泵

它主要依靠具有大表面的吸附剂（如多孔物质）的物理吸附作用来抽气的一种捕集式真空泵。

2、吸气剂泵

它是一种利用吸气剂以化学结合方式捕获气体的真空泵。吸气剂通常是以块状或沉积新鲜薄膜形式存在的金属或合金。升华泵即属于这种型式。

3、吸气剂离子泵

它是使被电离的气体通过电磁场或电场的作用吸附在有吸气材料的表面上，以达到抽气的目的。它有如下几种型式。

(1)蒸发离子泵：泵内被电离的气体吸附在以间断或连续方式升华（或蒸发）而覆在泵内壁的吸气材料上，以实现抽气的一种真空泵。

(2)溅射离子泵：泵内被电离的气体吸附在由阴极连续溅射散出来的吸气材料上，以实现抽气目的的一种真空泵。

4、低温泵

利用低温表面捕集气体的真空泵

机械式真空泵工作原理都是持续的抽取气体，使一定体积的气体被隔离到泵里面的空间内，再排出去，这样容器里的气体会越来越稀薄，这样随着容器内气体越来越少，泵的抽气效率也会越来越低，到最终各个密封部分（包括容器和泵本身）的漏气速率和抽气速率一样，真空就不再提升。

1、分类 a类，机械泵：油封机械泵（单级），油封机械泵（双级），分子泵，罗茨泵；

b类，蒸汽喷射泵：水银扩散泵，油扩散泵，油喷射泵；c类，干式泵：溅射离子泵，钛升华泵，吸附泵，冷凝泵，冷凝吸附泵。

2、各自结构，a机械泵就是通过机械原理抽气而抽真空的，一般都有定子，转子，和旋片，阀门等组成。机械泵一般抽真空度较低，油封机械泵抽到10（-2）次方就不能往下抽了，但罗茨泵和分子泵由于其巧妙的设计，可以抽到10（-4）甚至更高。b蒸汽喷射泵就是利用加热气化使高速喷出的蒸汽的动量携带气体分子出来，从而抽真空的，蒸汽喷射泵因为是由蒸汽携带气体出来的，一般都会有蒸汽污染。注：蒸汽携带气体出来之后蒸汽会冷凝回流，再蒸发，再携带，依次循环。蒸汽喷射泵抽的真空度比一般机械泵高，但是也高不了多少，主要是会有污染。

c干式泵，每种的原理结构都大不同，优点就是无污染，抽的真空度高，能抽高真空，最高可以达到10（-12）的极限真空，缺点是技术要求太高了，而且抽到10（-12）一般来说连续抽个几个月才能达到，时间好长哦。我用冷凝泵抽到10（-4）都得四五个小时哦，而且干式泵无法从大气压直接抽到高真空，得用前两种泵抽到一定真空度后，干式泵才能开始工作，继续抽到更高真空。

它们的作用、原理都是不同的。

真空泵是指利用机械、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。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。

按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体捕集泵和气体传输泵。其广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。

自吸泵的工作原理是：水泵启动前先在泵壳内灌满水（或泵壳内自身存有水）。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳，这时入口形成真空，使进水逆止门打开，吸入管内的空气进入泵内，并经叶轮槽道到达外缘。自吸泵属自吸式离心泵，它具有结构紧凑、操作方便、运行平稳、维护容易、效率高、寿命长，并有较强的自吸能力等优点。管路不需安装底阀，工作前只需保证泵体内储有定量引液即可。不同液体可采用不同材质自吸泵。

真空吸附的下一道工序就是物体被吸住后的释放问题。

当需要释放被吸住的物体时，首先必须使泵停机，不要继续抽真空。泵停机后，物体不一定会立即脱落，因为泵都有一定的保压能力，真空还将继续维持一定时间(时间长短取决于系统的漏气情况)。

有的朋友说，我知道有一种微型气泵，可以抽气打气两用，型号是PCF5015N(www.weichengkj.com/PCF.htm)，为什么不能这个周期抽气，进行物体吸附，下个周期打气，将外界空气打到吸盘内，不是就可以快速释放物体了吗？

也有朋友认为，将微型真空泵（即单抽气的微型负压泵）这个周期抽气，进行物体吸附；下个周期，电机反转充气，将外界空气充到吸盘内，不是也可以快速释放物体了吗？

有以上两种情况想法的朋友，可以理解。因为在他们看来，泵的抽气口、排气口是可以互换的，所以实现他们想法是可行的；

但实际情况是，目前的抽气打气两用微型气泵、微型真空泵等等，包括国产微型气泵、微型真空泵和大部分国外的微型气泵、微型真空泵等，因为内部工艺原理(比如密封性能)等原因，都只允许气体从进气口单向流向排气口，反过来则不行。并不是简单的电机反转就能改变气流方向，达到上述释放物体要求的。

要想立即释放，有两种方法供参考：

一、气路系统应再增加一条支路，连接一开关阀，泵开机前，此阀门关闭，形成封闭系统；微型真空泵才能对系统 (确切得说是对接触件如吸盘内部) 抽真空，完成真空吸附目的。下个工序，泵停机并同时打开阀门， 让外界空气进入，立即消除气路系统真空，这样才能可靠地释放物体。

二、借助电磁阀，切换系统气流方向，同时又不改变泵内部的气流方向，详情请见：http://www.weichengkj.com/test-data/8qiehuan.htm

但电磁阀会对泵的流量有衰减，这时就需要选择流量较大的微型真空泵型号了，如PC3025N或者VCA5038等，它们的流量分别在25升/分和38升/分。

液环真空泵有很多种系列的，例如2BV系列液环真空泵，2BE系列液环真空泵，2SK系列液环真空泵，SK系列液环真空泵，SZ系列液环真空泵。

用来较高真空的真空泵(机械增容泵)使不得直排大气，如直排大气会造成罗茨真空泵吸气口与排气口压差太大，从而使罗茨真空泵过载，如复杂加大真空泵电机功率又会造成真空泵过热致使罗茨真空泵旋子之间的微弱间隙很快因热收缩而卡死。

为保障真空泵能达成较高真空务必保障真空泵旋子之间的间隙。因而真空泵运用时务必设有前级泵，用前级泵将零碎内压力抽至定然规模内时再启动真空泵，如此能够防止真空泵过载。

扩展资料：

正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气，因而，有时选用一种泵不能满足抽气要求，需要几种泵组合起来，互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速，但不能抽氦，而三极型溅射离子泵，（或二极型非对称阴极溅射离子泵）对氩有一定的抽速，两者组合起来，便会使真空装置得到较好的真空度。

另外，有的真空泵不能在大气压下工作，需要预真空；有的真空泵出口压强低于大气压，需要前级泵，故都需要把泵组合起来使用。

真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时，应该选各种无油泵，如：水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格，可以选择有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、挡油阱等，也能达到清洁真空要求。

参考资料来源：百度百科-真空泵

真空泵的工作原理简单地说就是将气体排出产生真空，其中能用到的领域有：一、化工工业中的应用，化工单元操作分别是气体输送、气体压缩、真空过滤、减压蒸馏、真空干燥、结晶、吸收以及反应器；炼油，包括原油塔真空系统、溶剂脱蜡、其他真空蒸馏塔、火炬气能量回收。二、制药行业中的应用，医药生产厂家有4种类型或组合：散装产品、半成品、活性成分和FDA批准医药产品。散装药品和半成品通常由精细化学公司生产。VOLM真空泵应用：结晶、蒸馏、萃取、升华、干燥、脱臭、除气、晶化/汽化、聚合、真空蒸发、负压过滤、单体回收、吸附/脱附、物料输送等。三、在氯碱领域的应用包括氢气压缩机组、乙炔压缩机组以及氯气压缩机机组等。四、用于废水以及污水的处理，包括废水鼓泡搅拌（过滤返洗、废水脱气）。五、采煤-甲烷疏导，抽取甲烷中的甲烷。六、食品工业，用于色拉油除臭，矿泉水除气除铁，罐装工业，茶叶和香料的杀菌，糖果生产，香肠火腿产品等等。七、真空除臭、炼钢除气。八、塑料中的VCM回收、挤出除气，真空混合，真空成形、挤压和造型。九、聚酯生产、溶剂回收。十、其他领域有木材工业/干燥、造纸工业、电厂、离心泵的引水、仿制工业。总之，真空泵应用领域非常广泛，也决定【滤哥实业】真空泵过滤器的应用领域的宽泛性，滤哥真空泵过滤器能够很好的提高真空泵的性能和寿命，希望能够帮到你

解析:

把微型真空泵用于物体吸附时，实际上是用泵对吸盘抽真空后吸住物体，因此，必须选择真正意义上的微型真空泵，如PK、PC系列产品

（详见ruiyi/product），而不能选用气体取样泵。

从理论上可以计算吸附力的大小。方法如下：

F≈10-2（101－P绝对压力）S吸盘面积

上式中，

F：理论吸附力大小，单位：Kgf（公斤力）

P绝对压力：为微型真空泵的绝对真空度，单位取：KPa（千帕）

S吸盘面积：为吸盘有效面积，单位取：cm2（平方厘米）

关于单位换算问题详见ruiyi/ziliao/danwei 从上式可以看到，吸附力的大小理论上与泵的流量无关，但

在实际使用中与流量参数是相关的。原因如下：因为气路系统不可能做到理论密封，总有一定的泄漏。在这种情况下，微型真空

泵的流量越大，泄漏量所占的比例越小，越有利于泵维持较高的真空度，从而得到更大的吸附力。比如，有2台极限真空度相同

的泵，A泵流量为1 L/min，B泵流量为20 L/min，同样在0.1 L/min的泄漏情况下，A泵的真空度会降低很多，因为0.1 L/min的泄

漏对它而言太大了。但0.1 L/min的泄漏对B泵来说不算什么，仍然可以维持较高的真空度。因此，虽然二者真空度相同，但在实

际中，B泵产生的吸附力更大。 因此，泵选型时必须同时考虑真空度和流量两个指标，只重视真空度指标是不切实际的。关于吸

附时间快慢问题可参见ruiyi/expe/vaccum-t关于物体被吸住后的释放问题。当需要释放被吸住的物体时

，首先必须使泵停机，不要继续抽真空。泵停机后，物体不一定会立即脱落，因为泵都有一定的保压能力，真空还将继续维持一

会儿。要想立即释放，气路系统应再增加一条支路，连接一开关阀，泵停机并同时打开阀门，立即消除气路系统真空，这样才能

可靠地释放物体。