真空泵有哪些类型

环式真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵,它所能获得的极限压力,对于单级泵为2.66～9.31kPa；对于双级泵为0.133～0.665kPa.水环泵也可用作压缩机,它属于低压的压缩机,其压力范围为（1～2）X105Pa表压力（在特定的条件下）.水环泵在石油、化工、机械、矿山、轻工、造纸、动力、冶金、医药和食品等工业及市政与农业等部门的许多工艺过程中,如真空过滤、真空送料、真空脱气、真空蒸发、真空浓缩和真空回潮等,得到了广泛的应用,由于水环泵压缩气体的过程是等温的,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,水环泵的应用日益增大. 水环泵是由叶轮、泵体、吸排气盘、水在泵体内壁形成的水环、吸气口、排气口、辅助排气阀等组成的. 叶轮被偏心的安装在泵体中,当叶轮按图示方向旋转时,进入水环泵泵体的水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水环.水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下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了一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔.如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时,小腔的容积逐渐由小变大（即从断面Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ）,压强不断的降低,且与吸排气盘上的吸气口相通,当小腔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小腔,此时正处于吸气过程.当吸气完成时与吸气口隔绝,从Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ断面,小腔的容积正逐渐减小,压力不断地增大,此时正处于压缩过程,当压缩的气体提前达到排气压力时,从辅助排气阀提前排气.从断面Ⅲ-Ⅲ到Ⅰ-Ⅰ,而与排气口相通的小腔的容积进一步地减小压强进一步的升高,当气体的压强大于排气压强时,被压缩的气体从排气口被排出,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. 在水环泵中,辅助排气阀是一种特殊结构,一般采用橡皮球阀,它的作用是消除泵在运转过程中产生的过压缩与压缩不足的现象.这两种现象都会引起过多的功率消耗.因为水环泵没有直接的排气阀,而且排气压力始终是固定的,水环泵的压缩比决定于进气口的终止位置和排气口的起始位置,然而这两个位置是固定不变的,因而不适应吸入压力变化的需要.为了解决这个问题,一般在排气口下方设置橡皮球阀,以便当泵腔内过早达到排气压力时,球阀自动开启,气体排出,消除了过压缩现象.一般在设计水环泵时都以最低吸入压力来确定压缩比,以此来确定排气口的起始位置,这样就解决了压缩不足的现象.

旋片式真空泵：定义泵内偏心安装的转子与定子固定面相切，两个（或以上）旋片在转子槽内滑动（通常为径向）并与定子内壁相接触，将泵腔分为几个可变容积的一种旋转变容积真空泵。通常，旋片与泵腔之间的间隙用油来作为密封，所以旋片真空泵一般是油封式机械真空泵。

一、旋片式真空泵结构：

旋片式真空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。

旋片式真空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。旋片式真空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。

旋片式真空泵原理图：

旋片泵的旋片把转子、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。

旋转式真空泵工作原理：

1、液环真空泵工作原理：

液环真空泵常用的有水环真空泵和纳西泵。它主要用于抽吸气体，特别在抽吸腐蚀性气体时更为常用。

在泵体中装在适量的水作为工作液。当叶轮顺时针方向旋转时，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壳相切，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）。此时叶轮轮壳与水环这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。如果以叶轮的下部零度为起点，那么叶轮在旋转前180度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，气体更被排出泵外。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。

纳西泵的作用原理和水环真空泵一样，但是由于叶轮是在椭圆型壳体中旋转，在长轴方向的液环与叶轴间形成两个月牙形空间，叶轮旋转时就反复靠近和离开液环，空间也就反复缩小和扩大。这样，就可不断地将液体压出和吸入。

2、滑阀真空泵工作原理：

另一种典形的旋转真空泵为滑阀真空泵，泵壳内装一偏心的转子。转子上有若干槽，槽内有可以滑动的滑片。转子转地槽内的滑片向四周伸出，不与泵壳接触。气体于滑片与泵壳所包围的空间扩大的一侧吸入，于二者所包围的空间缩小的它侧排出。滑片真空泵所产生的低压可达0、06Pa。相比旋片真空泵运行更加稳定，耐用性更强。

3、喷射式真空泵工作原理：

喷射泵是利用流动时的动能与静压能相互转化的原理来吸送流体的，工作液体可以是蒸汽，也可以是液体。

喷射泵由工作喷嘴和扩压器及混合室相连而组成。工作喷嘴和扩压器这两个部件组成了一条断面变化的特殊气流管道。工作蒸气在高压下以很高的速度从喷嘴喷出，在喷射过程中，气流通过喷嘴可将静压能转变为动能。工作蒸汽压强和泵的出口压强之间的压力差，使工作蒸汽在管道中流动。

在这个特殊管道中，蒸汽经过喷嘴的出口到扩压器入口之间的这个区域（混合室），由于蒸汽流处于高速而出现一个负压区。此处的负压要比工作蒸汽压强和泵出口处所能承受的最大压强（反压强）低很多。此时，被抽气体吸进混合室，工作蒸汽和被抽气体相互混合并进行能量交换，把工作蒸汽静压能转变来的动能传给被抽气体，混合气流在扩压器扩张某而产生正激波，波后的混合气流速度降为亚音速，混合气流的压力上升。亚音速的气流在扩压器的渐扩流动时是降速增压的。混合气流在扩压器出口处，压力增加，速度下降，而后从压出口排出。故喷射泵也是一台气体压缩机。

真空泵分类广泛，主要有WLW系列立式无油真空泵、W型往复式真空泵、2X,2XZ型旋片式真空泵、ZJ，ZJH型罗茨真空泵（ZJH型为专利产品）、2SK、SK型水环式真空泵、2BV、2BA型水环式真空泵、H、2H型滑阀真空泵、TLZ型真空泵、SL型罗茨鼓风机、JZJHX型罗茨旋片真空机组、JZJHS型罗茨水环真空机组、JZJHWLW型立式无油真空机组、JZJP型罗茨水喷射真空机组、JZJHBA型罗茨水环真空机组、RPP型水喷射真空泵、JZJH2H型罗茨滑阀式真空机组等型号。

(1)按真空泵的工作原理分类

①抽除式，真空泵抽吸系统中的气体，并将气体分子排至系统之外。

②捕集式。真空泵捕集系统中的气体分子，直接吸附在泵工作壁面上而不排出系统。

(2)按真空泵结构分类

①机械式。这类真空泵类似于压缩机，属于容积型的有往复式与回转式结构，还有属于动力式的涡轮分子泵，它们都属于抽除式真空泵。

②喷射泵。有喷射泵与扩散泵两种形式，还有将二者组合在一起的增压泵，也都属于抽除式真空泵。

③吸着式。依靠物理或化学方法使气体分子吸着在泵壁表面，属于捕集式真空泵。

(3)按真空泵在系统中的工作职能分类

①主抽气泵。实现所要求压力的主要工作泵。

②预抽气泵。当主抽气泵不能在大气状态直接开始抽吸时，需要预抽泵先抽至某一压力，主抽气泵方能进入工作。

③前级泵。当主抽气泵不能将所抽气体直接排入大气时，需串接前级泵排送。

④维持泵。当主抽气泵完成所要求的压力停止工作后，由于系统泄漏或表面蒸发等原因，压力可能升高，因此用维持泵继续抽吸。

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。

（1)泵总体结构型式

真空泵的泵体的布置结构决定了泵的总体结构。

立式结构的进、排气口水平设置，装配和连接管路都比较方便。但泵的重心较高，在高速运转时稳定性差，故这种型式多用于小泵。

卧式泵的进气口在上，排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接方便，可将排气口从水平方向接出，即进、排气方向是相互垂直的。此时，排气口可以从左或右两个方向开口，除接排气管道一端外，另一端堵死或接旁通阀。这种泵结构重心低，高速运转时稳定性好。一般大、中型泵多采用此种结构。

泵的两个转子轴与水平面垂直安装。这种结构装配间隙容易控制，转子装配方便，泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便，润滑机构也相对复杂。

（2)泵的传动方式

真空泵的两个转子是通过一对高精度齿轮来实现其相对同步运转的。主动轴通过联轴器与电机联接。在传动结构布置上主要有以下两种：其一是电动机与齿轮放在转子的同一侧如图。从动转子由电动机端齿轮直接传过去带动，这样主动转子轴的扭转变形小，则两个转子之间的间隙不会因主动轴的扭转变形大而改变，故使转子之间的间隙在运转过程中均匀。这种传动方式的最大缺点是：a.主动轴上有三个轴承，增加了泵的加工和装配难度，齿轮的拆装及调整也不便；b.整体结构不匀称，泵的重心偏向电动机和齿轮箱一侧。

特点

(1)在较宽的压力范围内有较大的抽速；

(2)转子具有良好的几何对称性，故振动小，运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动功率，从而可实现较高转速；

(3)泵腔内无需用油密封和润滑，可减少油蒸气对真空系统的污染；

(4)泵腔内无压缩，无排气阀。结构简单、紧凑，对被抽气体中的灰尘和水蒸汽不敏感；

(5)压缩比较低，对氢气抽气效果差；

(6)转子表面为形状较为复杂的曲线柱面，加工和检查比较困难。

真空助力泵是一个直径较大的腔体，真空助力泵主要由泵体、转子、滑块、泵盖、齿轮、密封圈等零件组成。

内部有一个中部装有推杆的膜片（或活塞），将腔体隔成两部份，一部份与大气相通，另一部份通过管道与发动机进气管相连。

它是利用发动机工作时吸入空气这一原理，造成助力器的一侧真空，相对于另一侧正常空气压力的压力差，利用这压力差来加强制动推力。

目前,旋片真空泵其采用的转子结构均可以划分为三种型式:整体式、组合式和焊接转子(包括真空钎焊)。

整体式转子其结构特点为转子由一整体材料直接加工而成。这种结构的转子整体强度好,工艺过程简单。但旋片槽的加工比较困难,槽的精度和摩擦表面粗糙度不易做得很高,这样就在一定程度上影响旋片真空泵叶片的正常工作。

组合式转子一般有两种结构:螺钉固定转子盘结构和热压套结构。组合式转子结构的特点为转子体与转子轴分别制做,然后组合而成。这种结构解决了旋片槽的加工精度和旋片槽摩擦表面的粗糙度问题,但工艺复杂,其强度和刚度也没有整体式转子好。热压套结构一般在小抽速旋片式真空泵上采用,且不多见。

焊接转子是指转子体与转子轴经焊接而构成一整体转子,这种结构对于大抽速泵来说是比较轻巧的,但因焊接应力消除不充分转子易产生变形,且工艺也比较复杂,目前采用的很少。

在以上结构中,国内、外厂家采用最多的是组合式转子和螺钉固定转子盘结构。雅之雷德认为,大抽速泵的主转子体结构仍以采用此种结构为好。