真空泵的原理

按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。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。气体捕集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。

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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。真空泵可以定义为：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、数百万升。按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。随着真空应用技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求，由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽，因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求，使用不同类型的真空泵。为了使用方便和各种真空工艺过程的需要，有时将各种真空泵按其性能要求组合起来，以机组型式应用。

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水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生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飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。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，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。

在泵体中装有适量的水作为工作液。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，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际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一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。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绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，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，所以，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%。

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。

各种真空泵的工作原理

CG-17玻璃三级高真空油扩散泵

GG－17玻璃膨胀系数低，能更好地耐受很高的温度差变，故该泵比同型泵能受得起高温而且使用寿命也更长。该泵适用于电子工业，如电子管。显象管。X光管，以及半导体单晶硅的冶炼提纯，高沸点的油脂蒸馏提纯分离，日光灯，保温瓶高真空排气的仪器。

工作原理

先由转动真空泵把系统抽到10-2Pa扩散泵油被加热沸腾,以高速从喷出的油蒸汽流不断将系统内气体分子带到泵的侧臂弯管球泡处集结,待气体密度达到机械真空泵的工作范围而被抽出,从而逐渐获得高真空.

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水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生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飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。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，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。

在泵体中装有适量的水作为工作液。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，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际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一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。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绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，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，所以，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%。

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。

1,检查油位,避免缺油运行,一般一个月左右更换一次润滑油.

2,检查泵浦表面洁净度,表面干净,泵浦散热好.

3,观察排气口,如排气口有油烟,需要更换排气滤芯.

4,一年左右做一次基本保养!

5,三年到五年做一次大保养!

不同的真空泵种类，使用注意问题也会有差别的。

一般旋片泵，需要注意真空泵油是否乳化，乳化需要换油；

旋片泵和其它有油泵，如滑阀泵等，要注意降温，否则会产生油蒸汽；

隔膜泵不能在多颗粒，大液体环境使用，需要前加装过滤或缓冲罐等；

不过也有些是大同小异的，

比如检查密封件是否漏气，定期保养，按厂家给的操作流程操作。

最好，是问下厂家，或是查看操作说明书。

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第三章 对真空泵保养的探讨

3.1真空泵的保养

目前真空泵已广泛的得到应用。国产泵体积大，且吸力小，但是便于维修。而进口泵体积小，吸力大，但是维修成本高。而我们从事工作都是配备的进口泵。所以从这个方面来说，保养显得尤为重要。以下是真空泵在日常保养中应该注意的一些要点：

（1）定期检查真空泵管路及结合处有无松动现象。用手转动真空泵，试看真空泵是否灵活。

（2）向轴承体内加入轴承润滑机油，观察油位应在油标的中心线处，润滑油应及时更换或补充。

（3）拧下真空泵泵体的引水螺塞，灌注引水（或引浆）。 （4）关好出水管路的闸阀和出口压力表及进口真空表。 （5）点动电机，试看电机转向是否正确。

（6）开动电机，当真空泵正常运转后，打开出口压力表和进口真空泵，视其显示出适当压力后，逐渐打开闸阀，同时检查电机负荷情况。

（7）尽量控制真空泵的流量和扬程在标牌上注明的范围内，以保证真空泵在最高效率点运转，才能获得最大的节能效果。

（8）真空泵在运行过程中，轴承温度不能超过环境温度35C，最高温度不得超过80C 。

（9）如发现真空泵有异常声音应立即停车检查原因。

（10）真空泵要停止使用时，先关闭闸阀、压力表，然后停止电机。 （11）真空泵在工作第一个月内，经100小时更换润滑油，以后每个500小时，换油一次。

（12）经常调整填料压盖，保证填料室内的滴漏情况正常（以成滴漏出为宜）。 （13）定期检查轴套的磨损情况，磨损较大后应及时更换。

（14）真空泵在寒冬季节使用时，停车后，需将泵体下部放水螺塞拧开将介质放净。防止冻裂。

（15）真空泵长期停用，需将泵全部拆开，擦干水分，将转动部位及结合处涂以油脂装好，妥善保存。

3.2 国内外先进的维护保养制度与方法

3.2.1“PM”，即预防维修保养制度 “PM”，即预防维修保养制度。“PM”制详细规定了不同运转时间间隔对机械设备不断进行保养、检查的项目，发现问题应立即按规定要求进行处理（修复或更换有关部件）；而不明确规定大、中修的时间间隔，以减少对总成及部件过早地进行拆卸、分解造成的不必要损坏和更换。

3.2.2 生产维修保养制 由美国GE电器公司首先提出。其特点是对施工机械按其重要程度进行分类，突出重点设备进行预防性保养，而对一般设备进行事后维修。也称“经济的维修制度”。

3.2.3推广“TPM”保养维修 从七十年代开始，在系统工程和行为科学学说的影响下，日本在学习“PM”制、“生产维修保养制”等长处的基础上，产生了比较完整的“全员参加的生产维修保养制度”即“TPM”。其指导思想

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是“三全”：全效率、全过程、全员；重点是日常保养和点检制度。 日本一些企业采用TPM制后，设备停机时间平均下降50%，事故率下降75%，维修费下降25－50%。

3.2.4 爱护机器设备，保证设备完好、有效，保护好生产力。

3.3 实施机械设备强制保养的方法

强制保养是针对施工企业的新特点、新情况而提出的，是对设备管理的改革与完善，必须有一套完整的办法，才能保证它的实施并收到效果。 3.3.1提高认识，明确强制保养的原则

所谓强制保养，是对保养的硬性规定，到时必须进行，决不能因为工作紧张而不安排时间、不安排人员进行保养。要开展现代化管理教育，使各级领导和广大设备工作者明白：机械设备的完好率和使用寿命，很大程度上决定于保养工作的好坏。如忽视机械技术保养，只顾眼前的需要和方便，直到机械设备不能运转时才停用，则必然会导致设备的早期磨损、寿命缩短，各种材料消耗增加，甚至危及安全生产。不按照规定保养设备是粗野的使用、愚昧的管理，与现代化企业的科学管理是背道而弛的。

3.3.2借鉴先进经验，建立健全强制保养制度

为了最大限度地发挥机械效能,延长机械使用寿命,应制定完善的强制保养的政策。并按在实施中收到了一定的效果，主要做法为：

确定保养种类和工作内容 (1)例行保养 机械在每班作业前后及运转中的检查保养,中心内容是检查,主要检查要害部位和易损部位. (2)定期保养 指按规定的运转间隔周期进行保养,一般实行一.二.三级保养制,其它机械实行一二级保养制.①一级保养(简称一保):主要目的在于维护机械完好的技术状态,确保两次一级保养间隔期间的正常运行. 一保作业内容以清洁.紧固.润滑为中心并部分进行调整作业.主要是:检查紧固各部螺丝,按规定检查和补充润滑油脂,清洁各滤清器. ②二级保养(简称二保) 二保以检查调整为中心,除一保的全部内容外,还要从外部检查真空泵的工作情况，进行调整，排除故障。 ③三级保养（简称三保） 三保除进行二保的全部作业内容外，还应对主要部位进行解体检查或用仪器检测，并可以进行一次发动机或某个总成的大修，或者只打开有关总成的箱盖，检查内部零件的紧固、间隙和磨损等情况，以发现隐患，对症下处理。 （3）特殊保养 ①停放保养 指机械停放期超过一个月以上,每周进行一次的检查保养.按例保规定进行“清洁、润滑、防腐”等工作。 ②走合期保养 指新机械或者大修出厂的机械走合期满后进行的保养。 ③换季保养主要是入夏、入冬前的保养，例如采取降温、防寒措施等，此项保养可结合定期保养进行 ④工地转移前保养（也叫退场设备整修） 一项工程完工后，虽未达到规定的保养时间，但为了是机械到新工点后能迅速投入生产，应进行一次全面检查、维修、保养达到二类机况为目的。 凡有机械设备的施工单位都必须根据工程任务、机械使用情况按机械保养的规定，每用编制机械设备保养计划随同施工生产计划同时下达，各级机械管理部门严格组织实施。 我集团实施“强保工程”以来，设备管理有了明显进步，有力地保障了工程任务的完成。

(2)、罗茨真空泵的环境温度为5-40℃。

（3）、罗茨真空泵应水平安装，其周围应留有充分的余地，便于日常检查、维护保养。装拆方便。

（4）、接通电源后，电机转向应符合泵上转向箭头所示。

（5）、连接被抽容器的管道应清洁.无杂质等异物，孔径不应小于泵口口径，长度宜短，以保证其有足够的通导能力，管道连接应密封不漏。

（6）被抽气体应无颗粒状固体进入泵腔。

（7）、罗茨真空泵与前级泵连接应装弹性管以减少前级泵引起的震动。

（8）、电气设备必须有互锁保护装置，当前级泵停止工作时罗茨泵必须同时停止。

（9）、小泵可以直接启动，大泵须设启动器。

罗茨真空泵使用说明：

新泵就位后先查看油位，齿轮侧油位以油面浸没3-5齿为宜，电机侧以油窗中心略高为宜，轴伸上油杯不应缺油，各部位润滑油均采用1号真空泵油