真空泵的用途与作用
真空泵的作用:从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真空度。具体应用在:1、制药和化工;2、真空镀膜、真空干燥、表面处理;3、真空冶炼、砖头、陶瓷制造业;4、食品包装、挤奶、饮料行业。
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。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。近年来,伴随着我国经济持续高速发展,真空泵相关下游应用行业保持快速增长势头,同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的共同拉动下,我国真空泵行业实现了持续稳定地快速的发展。
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
2、真空镀膜、真空干燥、表面处理。在真空中制备膜层包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。虽然化学汽相沉积也采用减压、低压或等离子体等真空手段但一般来说真空镀膜是指用物理的方法沉积薄膜。真空泵应用领域在镀膜行业、表面处理以及干燥环节起着至关重要的作用。适用产品:真空机组、罗茨真空泵系列、滑阀真空泵系列、旋片真空泵系列等。
3、真空冶炼、砖头、陶瓷制造业。真空泵用途体现在真空技术对于冶金、砖陶行业来说是非常关键的一个部分、它可以用来防止金属在加工过程中因高温而被氧化。通过真空将砖和陶瓷里面的水分和空气排出以确保其拥有最高的品质。适用产品:滑阀真空泵系列、旋片真空泵系列、真空机组、水环真空泵系列。
4、食品包装、挤奶、饮料行业。真空包装技术起源于20世纪40年代。1950年聚酯、聚乙烯塑料薄膜成功地用于真空包装、此后真空包装便得到迅速发展。真空包装是将包装容器内的空气全部抽出密封、维持袋内处于高度减压状态、空气稀少相当于低氧效果使微生物没有生存条件以达到果品新鲜、无病腐发生的目的。适用产品:水环真空泵系列、旋片真空泵系列、无油真空泵系列、真空机组。
1、在电力行业中的应用:冷凝器抽真空、真空吸水、烟气脱硫、飞灰输送、涡轮机密封管排气、真空排气、排出地热气。
2、在石油化工行业中的应用:气体回收、瓦斯气体回收、燃气升压、强化的石油回收、气体收集、原油稳定化、原油真空蒸馏、排 气压缩、蒸汽回收/气体升压、过滤/除腊、尾气回收、聚酯生产、PVC生产、氯气包装、循环气压缩、变压吸附(PSA)、液氯生 产、乙炔与氢气等易燃易爆气体压缩、原油减压蒸馏中的塔顶真空系统、真空结晶与干燥、真空过滤、各种物料的真空输送。
3、在制药行业中的应用:干燥 (托盘、旋转、翻转、锥形和冷冻干燥器)、再生产/反应堆干燥、蒸馏、除气、晶化/汽化、加注和 /或材料转移。
4、在纸浆和纸张生产中的应用:黑液蒸发、粗浆洗浆机、石灰泥浆和过滤器、沉淀物过滤器、真空脱水机、原料和白水除气系统、 调浆箱压缩机、吸水箱、伏辊、吸移辊和传递辊、真空压榨、毛布吸水箱、防吹箱。
5、在塑料行业中的应用:挤出机除气、定型台 (剖面)、EPS 发泡、干燥、气动输送装置、氯乙烯气体抽取和压缩。
6、在环保行业中的应用:废水处理、沼气压缩、真空加水、废水净化/活性污泥箱氧化、鱼塘通风、垃圾产生气体回收(生物气体) 、沼气回收 (生物气体)、废物处理机。
7、在食品和饮料行业中的应用:鲑鱼清洁机、矿泉水除气、色拉油及脂肪除臭、茶叶和调味品杀菌、香肠火腿生产、烟草制品湿化。
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
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。
常用真空泵包括干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵
和扩散泵等,这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的主力泵种。近年来,
伴随着我国经济持续高速发展,真空泵相关下游应用行业保持快速增长势头,同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的共同拉动下,我国真空泵行业实现了持续稳定地快速的发展。
真空泵的类型众多,广泛用于塑料机械、砖瓦机械、食品机械、低温设备、石油化工、冶金、造纸机械、农药化工、真空设备、染料化工、医药化工、工业电炉、电子行业、矿山和地基处理等领域。
两个旋片把转子、定子内腔和定盖所围成的月牙型空间分隔成A、B、C三个部分,当转子按图示方向旋转时,与吸气口相通的空间A的容积不断地增大,A空间的压强不断的降低,当A空间内的压强低于被抽容器内的压强,根据气体压强平衡的原理,被抽的气体不断地被抽进吸气腔A,此时正处于吸气过程。B腔的空间的容积正逐渐减小,压力不断地增大,此时正处于压缩过程。而与排气口相通的空间C的容积进一步地减小,C空间的压强进一步的升高,当气体的压强大于排气压强时,被压缩的气体推开排气阀,被抽的气体不断地穿过油箱内的油层而排至大气中,在泵的连续运转过程中,不断地进行着吸气、压缩、排气过程,从而达到连续抽气的目的。
排气阀浸在油里以防止大气流入泵中,油通过泵体上的间隙、油孔及排气阀进入泵腔,使泵腔内所有运动的表面被油覆盖,形成了吸气腔与排气腔的密封,同时油还充满了一切有害空间,以消除它们对极限真空的影响。
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旋片泵工作原理图
1-泵体2-旋片3-转子4-弹簧5-排气阀
双级旋片式真空泵由两个工作室组成,两室前后串联,同向等速旋转,Ⅰ室是低真空级,Ⅱ室是高真空级,被抽气体由进气口进入Ⅱ室,当进入的气体压力较高时,气体经Ⅱ室压缩,压强急速增大,被压缩的气体不仅从高级排气阀排出,而且经过中壁通道,进入Ⅰ室,在Ⅰ室被压缩,从低级排气阀排出;当进入Ⅱ室的气体压力较低时,虽经Ⅱ室的压缩,也推不开高级排气阀排出,气体全部经中壁通道进入Ⅰ室,经Ⅰ室的继续压缩,由低级排气阀排出,因此双级旋片式真空泵比单级旋片式真空泵的极限真空高。
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双级旋片式真空泵工作原理图
1-高级排气阀2-通道3-低级排气阀
真空泵在真空系统中所起的作用 由于各种真空泵的性能除均能满足对容器进行抽真空的共同点之外,尚具有不同之处。因此在选用时必须明确泵在真空系统中所承担的工作任务是十分重要的,泵在各种不同工作领域中所起的作用归纳起来主要有如下几个方面: 1、主泵 所谓主泵就是对真空系统被抽容器直接进行抽真空,以获得满足工艺要求所需真空度的真空泵。 2、粗抽泵 粗抽泵是指从大气压开始降低真空系统压强达到另一抽气系统可以开始工作的真空泵。 3、前级泵 前级泵是指用于使另一个泵的前级压强维持在其最高许可的前级压强以下的真空泵。 4、维持泵 维持泵是指当真空系统抽气很小时,不能有效的利用主要前级泵。为此,在真空系统中另配一种抽气速度较小的辅助前级泵来维持主泵的正常工作或维持已抽空的容器所需的低压的真空泵。 5、粗真空泵或低真空泵 粗、低真空泵是指从大气开始,降低被抽容器的压强后工作在低真空或粗真空压强范围内的真空泵。 6、高真空泵 高真空泵是指在高真空范围工作的真空泵。 7、超高真空泵 超高真空泵是指在超高真空范围工作的真空泵。 8、增压泵 增压泵通常指工作在低真空泵和高真空泵之间,用以提高抽气系统在中间压强范围的抽气量或降低前级泵抽气速率要求的真空泵。