实验室小型真空泵需要防爆吗
需要。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。在爆炸区使用真空泵的话,那么是需要买防爆功能的,由于在爆炸危险区使用真空泵会产生机械火花(例如碰撞、摩擦等)、静电火花(如非金属部件)、危险高温(如摩擦、绝热压缩等)等,因而必须采取防爆措施。
物理实验室常见的真空应用有:真空抽滤器、废液抽取仪、旋转蒸发仪、真空干燥箱、冻干机等设备。
在实验室中用的较多的就是无油活塞式(多用于微生物检测)和耐腐蚀隔膜式(多用于化学实验室)两种,活塞式一般和真空抽滤、微生物检测、废液抽取、真空干燥箱等设备配套使用。耐腐蚀隔膜式一般和旋转蒸发仪、真空干燥箱、离心浓缩等配套使用。
非干式真空泵,例如油式真空泵、水循环真空泵。非干式真空泵共同点是它需要借助其他的物质(如水和油)达到理想的真空度,在实验室中使用最多的就是油旋片泵,一般和冻干机、真空干燥箱等配套使用。
真空泵的作用
真空泵的用途十分广泛,被应用在例如冶金、化工、食品、医药等多种工业生产及民生相关的行业中。除了工业生产等领域,真空泵也广泛的应用于各种化工及生物学实验室等领域。一般在实验室中使用的真空泵用途有两大类:真空抽滤及真空干燥。
真空抽滤一般搭配各种实验室真空过滤装置,如溶剂过滤器、砂芯过滤瓶、布氏漏斗过滤瓶、瓶顶式过滤器、微生物限度检测过滤装置、多联过滤器等等。简单地说就是利用真空泵、微型真空泵等能提供真空的设备,使固体、液体混合物等分离速度加快的一种应用。
真空抽滤常常被医疗、科研等进行试验时用到,所以一般情况下,体积庞大、噪音高、功耗高的大型真空泵并不合适,常用的是微型真空泵、小型真空泵。
真空干燥是利用低压状态下液体沸点降低,在常温下即能沸腾蒸发,从而使样品去水或溶剂等物质,从而达到样品浓度升高或结晶的方法。
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。
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。
在此我还要补充说明一点
国内
做
微型真空泵
的企业起步较晚,其产品跟国外的还是有一定差距的,据我公司试用国内外产品的情况看来要想找高性能的还是国外的好;但我们也不要盲目的崇尚国外,这些年国内以“气海机电制造公司”为首的一小部分
厂家
的产品已经突飞猛进,
产品质量
已和国外产品相差无几,价格却比国外的便宜。我公司的选项经验就是能在“气海机电制造公司”产品内选型的就在该公司选项,不能的在考虑别的国内公司,最后才考虑国外的产品。
1.实验室各种液体抽吸:主要包括培养基的废液抽吸、离心管上清液抽吸以及其他试验后残液的抽吸。这些用途应绝对避免泵油或水源倒吸,其中培养基废液吸取是在洁净室内操作更需要无污染的产品。所以采用无油原理设计的普诺克无油泵就是最佳选择。
2.真空干燥箱(或小型真空干燥器):一般小型的真空干燥器容积都比较小,只是进行见到的脱水、干燥操作,可以使用隔膜真空泵搭配,机器小巧可以方便放于桌面,插电可用。
3.真空过滤(减压抽滤):真空抽滤是需要将抽滤瓶内抽成真空状态,形成内外压差,从而使大气压推动滤液压过滤膜。通常来说真空过滤对于抽速和真空度要求并不高,无油式设计的真空泵可以完全满足。
4.搭配其他仪器设备作为气源:这一类应用情况更加多样,而且由于需要搭配其他设备,如果使用油泵或水泵可能对配套设备产生影响,一般建议使用隔膜真空泵或无油泵配套。
应该是发生了喷油,这说明进气口外有大量的漏点,甚至是进气口暴露大气。
解决方案:封住泵的进气口使泵运转,如果不喷油的话,说明有漏点排气阀片损坏,检查排气阀片是否损坏,更换坏的排气阀。
真空泵工作原理
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。
使用真空泵时必须注意下列几点:
在蒸馏系统和真空泵之间,必须装有吸收装置。
蒸馏前必须用水泵彻底抽去系统中有机溶剂的蒸气。
如能用水泵抽气的,则尽量用水泵,如蒸馏物质中含有挥发性物质,可先用水泵减压抽降,然后改用油泵。
减压系统必须保持密不漏气,所有的橡皮塞的大小和孔道要合适,橡皮管要用真空用的橡皮管。
微型泵用途广泛,微型水泵已普遍被用于水族馆、足浴盆、咖啡机等民用品制造,小型真空泵被广泛应用于气体/水质等分析仪器、PM2.5检测、3D打印机、医疗设备、保健美容设备、自动化设备、物体吸附、军用化自动设备等等工业设备的生产制造,对于很多机械设备来说,小型泵都属于最主要零部件,其重要性不言而喻,所以目前成都海霖非常注重产品的研发,立志把产品做到更精更细更可靠。