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导读：真空泵的工作原理？真空泵工作原理解析

整个汽车车身上有非常之多形状不一、不同功用的零部件，而“真空泵”是干什么的？汽车真空泵已经成为一个不可或缺的关键零部件。据了解，汽车真空泵主要应用于汽车制动系统，为汽车制动系统中的真空助力器提供真空源，减轻踏板阻力，从而减小制动距离。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。下面一起看下真空泵工作原理解析吧。

真空泵工作原理解析——种类

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。随着真空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。

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。

真空泵工作原理解析——工作原理

1)、水环式真空泵工作原理

水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装在圆柱形泵壳内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时，将水甩至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，右半轮毂与水环间的进气空间4逐渐扩大，从而形成真空，使气体经进气管进入泵内进气空间。随后气体进入左半部，由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高了压强，于是气体经排气空间及排气管被排至泵外。

2)、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&tim es 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。

3)、罗茨真空泵工作原理

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。

真空泵的好坏决定于其机械结构和油的质量，使用真空泵时必须把它保护好。如果蒸馏挥发性较大的有机溶剂时，有机溶剂会被油吸收结果增加了蒸气压，从而降低了抽空效能，如果是酸性气体，那就会腐蚀油泵，如果是水蒸气就会使油成乳浊液而抽坏真空泵。

真空泵工作原理解析——保养窍门

1、经常检查油位位置，不符合规定时须调整使之符合要求。以真空泵运转时，油位到油标中心为准。

2、换油期限按实际使用条件和能否满足性能要求等情况考虑，由用户酌情决定。一般新真空泵，抽除清洁干燥的气体时，建议在工作100小时左右换油一次。待油中看不到黑色金属粉末后，以后可适当延长换油期限。

3、经常检查油质情况，发现油变质应及时更换新油，确保真空泵工作正常。

4、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。

5、一般情况下，真空泵工作2000小时后应进行检修，检查桷胶密封件老化程度，检查排气阀片是否开裂，清理沉淀在阀片及排气阀座上的污物。清洗整个真空泵腔内的零件，如转子、旋片、弹簧等。一般用汽油清洗，并烘干。对橡胶件类清洗后用干布擦干即可。清洗装配时应轻拿轻放小心碰伤。

6、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。

7、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。

8、重新装配后应进行试运行，一般须空运转2小时并换油二次，因清洗时在真空泵中会留有一定量易挥发物，待运转正常后，再投入正常工作。

9、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。

10、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。

11、真空泵要停止使用时，先关闭闸阀、压力表，然后停止电机。

12、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。

13、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。

14、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)。定期检查轴套的磨损情况，磨损较大后应及时更换。

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，妥善保管。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。

汽车的真空泵装置地位如此重要，不好好保养怎能行？也是希望大家认真阅读以上内容，不定哪天就会用到了。对于真空泵漏油到底需不需要更换，其实在面对不一样的问题时候应该用采用不一样的解决办法，而不是一致出现问题就更换，有些可能只是一个小零件坏了或者老化了，所以具体情况具体分析。以上就是我分享的关于真空泵工作原理解析的相关信息。

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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。

随着仪器仪表工业的蓬勃发展，体积小巧、无油环保的微型真空泵、微型气泵得到越来越广泛的使用。如何才能在规格繁多的微型泵中选择最恰当的产品呢？

首先要明确微型泵的用途。我们分三大类逐一讨论。

一、如果只是用微型气泵输出压缩空气。

简单地说，就是只用它来打气、充气，泵的抽气口基本不用。这种情况比较简单，按输出压力从大到小依次可选：PCF5015N、FAA8006、FAA6003、FAA4002、FM2002、FM1001。当然还要参考流量指标等相关技术参数。

二、如果是以下几种情况，则应该选用WKA系列产品。

1、用微型泵抽气或抽真空，但有时会有液态水进入泵腔。

2、要求微型泵既能抽气又能抽水。

3、主要用微型泵抽水，但不希望在抽水前靠人工加“引水”。（有些水泵在工作前需要人工加入一些“引水”，这样泵才能把低处的水抽上来，否则泵无法抽水甚至损坏。）WKA系列产品的长处就在于，没有接触到水时，它就抽真空，形成真空后靠气压把水压上来，而后开始抽水。

4、用微型泵抽水，但有些时候可能泵没有水可抽，处于“干转”状态。某些传统水泵畏惧“干转”，甚至是致命的。而WKA系列产品本质上是一种复合功能泵，它集成了真空泵和水泵的功能，有人把它叫作“真空水泵”。因此，在没有水的情况下，它会抽真空，有水的时候它就抽水。无论是抽气状态还是抽水状态，都属于正常工作范畴，也就无所谓“干转”损伤。

三、如果是用微型泵抽气，情况稍微复杂些。

（一）、判断微型泵抽气端工况

用于抽气的微型泵分为两类：气体采样泵和微型真空泵。虽然通常总是不加区分地把它们简单统称为微型真空泵，但从技术角度二者是有区别的，选型时更要特别注意。

简而言之，气体采样泵只能带小负载（即：泵抽气端阻力不能太大），但价格便宜；严格意义上的微型真空泵可以带大负载（抽气端允许大阻力，甚至完全堵塞），但价格稍贵。二者具体区别可以详见文章《关于微型真空泵与气体采样泵的区别》，不再复述。

气体采样泵有：PM系列、SA系列、SB系列；微型真空泵有： VM系列、VAA系列、PK系列、PC系列、VCA系列、VCC系列、VCH系列、FM系列、FAA系列、PCF系列，这些系列下的所有规格都是真正的微型真空泵，如VM7002、VAA6005、PC3025N等。

对于微型泵抽气端阻力的大小可以用仪器测定，把它与泵的技术参数“进气口允许最大阻力”Por值比较就可以知道选型是否合适。通常根据经验采用简便的方法确定，比如下述几种情况都属于负载较大（即泵的抽气端阻力较大），只能在微型真空泵范围内选型：

①在泵的抽气端要接很长的管道，或管道弯曲点多、弯曲厉害甚至会阻塞封闭，或管道内孔很小（比如小于φ2毫米）；

②在管路上有节流阀、电磁阀、气路开关、过滤器等元件；

③泵抽气口与密闭容器连接，或该容器虽未密闭但进气量较小；

④泵抽气口与吸盘连接，用于吸附物体（如集成块、精密工件等）；

⑤泵的抽气端与过滤容器相连，容器口放置滤网，用于加速液体过滤。

（二）、判断微型泵排气端工况

以上都是在讨论微型泵抽气端阻力的问题，根据这些判断条件已经缩小了选型的范围，但还必须考虑排气端阻力问题，这样才能最终确定可选范围。

在实际应用中，微型真空泵面临的排气状况是不一样的：一类是排气很顺畅，直通大气；另一类是排气阻力较大，比如在排气管路上有阀、细小弯管、大阻尼传感器、非专用的消音器、在液面以下排气、气体排往密闭或半密闭容器等。在现代设计制造中，把面对不同排气条件的微型真空泵区别对待。“排气口允许最大阻力Por值”这一参数就是标定泵的排气能力，让我们可以用严格的技术手段确定选型是否恰当。

简单地说，对于排气阻力大的系统，我们的选型范围是：FM系列、FAA系列、PCF系列；对于排气阻力小的系统，选型范围是：VM系列、VAA系列、PK系列、PC系列、VCA系列、VCC系列、VCH系列、VBH系列。根据以上几个步骤，我们已经可以确定微型泵的选型范围了。在划定的几个可选系列中，再根据我们对流量和真空度的要求就可以确定具体的型号了。对于质量欠佳的产品未列入本文，尽量不要选用。注意参数选择要留有余量，特别是流量参数。泵接入气路系统后，由于管道、阀门等气路元件要造成压力损失，会衰减流量，因此得到的流量小于泵的标称流量还有一些和选型相关的问题罗列如下，根据使用情况考虑。

1、带负载启动问题。

如果微型气泵在启动前它的抽气口就已经存在真空或排气口已经存在压力，则要考虑泵的另一技术参数：进气口最大启动负载Pis值，排气口最大启动负载Pos值。典型应用事例就是使用微型气泵维持容器内的真空或正压状态，当容器内的真空或正压低于设定值时，需要泵通电启动，高于设定值时停机。可以在自身能达到的极限真空度下启动的产品有：VM系列、VAA系列、PK系列、PC系列、VCA系列、VCC系列、VCH系列、VBH系列；可以在自身能达到的最大输出压力下启动的产品有：FM系列、FAA系列、PCF系列。 该性能对制造商的技术水平要求较高。

2、微型泵的介质温度问题。

根据通过泵的介质气体的温度，选择要普通型的还是要高温型的。

3、微型泵的可靠性问题。

根据微型泵出故障后产生后果的严重性而定，完全根据自己的要求。优质品的平均无故障连续运行时间都大于1000小时，有的高到数千小时。特别注意，这项参数是在满负荷、不间断的运行状态下测定的，是最恶劣的工况，如果实际使用不是满载或连续运行，该数值会高一些，高多少视泵的工况而定。该性能完全是考验制造商的技术实力，从产品外观上可以看出一些，如采用特制电机而非普通低价电机、体积相当的情况下重量较重等。根据产品价格也可略知一二。

4、微型泵的电磁干扰问题。

如果有精密电路控制微型泵，视电路抗干扰能力而定，可能需要订购低电磁干扰的微型泵。

详细资料你可以参考气海机电制造公司的网页

真空度：处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用真空度表示。从真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，从表上表示出来的数值又称为表压强，业界也称为极限相对压强，即： 真空度=大气压强-绝对压强(大气压强一般取101325Pa，水环式真空泵极限绝对压强3300Pa旋片式真空泵极限绝对压强约10Pa)

极限相对压强：相对压强即所测内部压强比“大气压”低多少压强。表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值。由于容器内部空气被抽，因此，内部的压强始终低于容器外部压强。所以当用相对压强或者表压强表示的时候，数值前面必须带负号，表示容器内部压强比外部压强低。

极限绝对压强：绝对压强即所测内部压强比”理论真空(理论真空压强值为0Pa)”高多少压强。它所比较的对象为理论状态的绝对真空压强值。由于工艺所限，我们无论如何都不能将内部压强抽到绝对真空0Pa这个数值，因此，真空泵所抽的真空值比理论真空值要高。所以当用绝对真空表示时，数值前面无负号。

抽气量：抽气量是真空泵抽速的一个衡量因素。一般单位用L/S和m³/h来表示。是弥补漏气率的参数。不难理解，理论下抽一个相同体积的容器，为什么抽气量大的真空泵很容易抽到我们所需的真空度，而抽气量小的真空泵很慢甚至无法抽到我们想要的真空度?因为管路或者容器始终不可能做到绝对不漏气，而抽气量大的弥补了漏气所带来的真空度下降的因素，所以，大气量的很容易抽到理想真空度值。这里建议，在计算出理论抽气量的情况下，我们尽量选择高一级的抽气量的真空泵。抽气量具体计算公式以下会介绍。

清楚了真空度、绝对压强、相对压强这几个真空泵的基础参数后，我们就可以进入真空泵的正式选型。

1、工艺要求达到的真空度

真空泵的工作压力应该满足工艺工作压力要求，选型时真空度要高于真空设备真空度的半个到一个数量级。(如：真空工艺要求100pa(绝对压力)的真空度，选用真空泵的真空度至少要50pa-10pa)。一般如果要求绝对压强高于3300Pa，则优先选择水环式真空泵作为真空装置，如果绝对压强要求低于3300Pa，则不能选择水环式真空泵，选择旋片式真空泵或更高真空级别的真空泵作为真空获得装置。

2、工艺要求的抽气量(抽气速率)

真空泵要求抽气速率(也就是要求真空泵在其工作压力下，排出气体、液体，固体的能力)，一般单位：m3/h，L/S,m3/min。具体计算方法可以参考下面公式自行计算选型。当然，真空泵的选型是一个综合过程，涉及到相关经验等因素。

S=(V/t)×ln(P1/P2)

其中：S为真空泵抽气速率(L/s)

V为真空室容积(L)

t为达到要求真空度所需时间(s)

P1为初始压强(Pa)

P2为要求压强(Pa)

3、判定被抽物体的成分

第一、被抽物体是气体、液体还是颗粒，如果被抽气体中含有水汽或少量颗粒性和粉尘等杂质，慎选旋片式真空泵，如果真空度要求较高，则应加过滤装置加以过滤方能使用旋片式真空泵做真空获得设备。

第二、要知道被抽物体是否有腐蚀(酸性还是碱性，PH值是多少?)，若含有酸碱腐蚀或有机腐蚀等因素的气体，应过滤或中和处理才能选旋片式真空泵。

第三、被抽物体是否对橡胶或者油品有污染?针对不同的被抽介质要选用相应的真空设备，如果气体中含有大量蒸气、颗粒、及腐蚀性气体，应该考虑在泵的进气口管路上安装相应的辅助设备，如冷凝器，过滤器等(具体联系我们相应技术工程人员)。

第四、 真空泵的噪音，振动，美观的对工厂是否有影响。

第五、俗话说，便宜没好货。购买真空泵和真空设备时，还应优先考虑设备的质量、运输及其维修和保养费用等。