关于用微型真空泵吸附物体的问题

真空吸附的实质：利用微型真空泵加电后，吸气口产生的负压与外界大气压的压力差，通过吸盘一类的接触元件牢牢吸住物体，从而起到悬挂、固定、移动物体等作用。

真空吸附的下一道工序就是物体被吸住后的释放问题。

当需要释放被吸住的物体时，首先必须使泵停机，不要继续抽真空。泵停机后，物体不一定会立即脱落，因为泵都有一定的保压能力，真空还将继续维持一定时间(时间长短取决于系统的漏气情况)。

有的朋友说，我知道有一种微型气泵，可以抽气打气两用，型号是PCF5015N(www.weichengkj.com/PCF.htm)，为什么不能这个周期抽气，进行物体吸附，下个周期打气，将外界空气打到吸盘内，不是就可以快速释放物体了吗？

也有朋友认为，将微型真空泵（即单抽气的微型负压泵）这个周期抽气，进行物体吸附；下个周期，电机反转充气，将外界空气充到吸盘内，不是也可以快速释放物体了吗？

有以上两种情况想法的朋友，可以理解。因为在他们看来，泵的抽气口、排气口是可以互换的，所以实现他们想法是可行的；

但实际情况是，目前的抽气打气两用微型气泵、微型真空泵等等，包括国产微型气泵、微型真空泵和大部分国外的微型气泵、微型真空泵等，因为内部工艺原理(比如密封性能)等原因，都只允许气体从进气口单向流向排气口，反过来则不行。并不是简单的电机反转就能改变气流方向，达到上述释放物体要求的。

要想立即释放，有两种方法供参考：

一、气路系统应再增加一条支路，连接一开关阀，泵开机前，此阀门关闭，形成封闭系统；微型真空泵才能对系统 (确切得说是对接触件如吸盘内部) 抽真空，完成真空吸附目的。下个工序，泵停机并同时打开阀门， 让外界空气进入，立即消除气路系统真空，这样才能可靠地释放物体。

二、借助电磁阀，切换系统气流方向，同时又不改变泵内部的气流方向，详情请见：http://www.weichengkj.com/test-data/8qiehuan.htm

但电磁阀会对泵的流量有衰减，这时就需要选择流量较大的微型真空泵型号了，如PC3025N或者VCA5038等，它们的流量分别在25升/分和38升/分。

如何计算微型真空泵、微型气泵的抽吸力及计算公式请见： http://zhidao.baidu.com/question/34492043.html1.除了考虑真空度，还要考虑与泵相连的吸盘面积，因为单靠泵抽气端的气管容易漏气，所以一般物体吸附都要采用吸盘来保持真空。2.要看是哪种方式物体吸附（1）垂直吸附如果是泵在上方吸附物体，这种方式最简单。则主要是泵提供的抽吸力对抗物体重力，就需要知道您的物体重量和欲采用的吸盘面积(指跟被吸物体的有效接触面积)，抽吸力＝抽吸压强*接触面积得到(单位：公斤力，而抽吸压强就是0.01*(100-真空泵的真空度(绝对压力))得到，单位是公斤力/平方厘米，接触面积单位：平方厘米)选型原则：这种情况下，同样面积的吸盘，①如果吸附物体较轻，就可以选用PK5008( http://www.weichengkj.com/PK.htm): F=0.01*(100-50)*1=0.5Kgf/cm2 即每平方厘米可以提起0.5公斤；②如果是中等重量，可选PH2506B、PC3025N( http://www.weichengkj.com/PC.htm): F1=0.01*(100-25)*1=0.75Kgf/cm2 (每平方厘米可分别提起0.75公斤)F2=0.01*(100-30)*1=0.70Kgf/cm2 (每平方厘米可分别提起0.7公斤)③如果较重，可以选VCH1028( http://www.weichengkj.com/VCH.htm): F=0.01*(100-10)*1=0.9Kgf/cm2 即每平方厘米可以提起0.9公斤；当然，对同一台泵，也可以采取增加吸盘数量的方法，来提高整个抽吸力，但相应的达到期望抽吸力的时间也增加了(因为吸盘数量增加，要抽的容积也增大了)。（2）其他方式（如在物体底部吸附固定，侧平面吸附等）情况就比较复杂了，因为泵提供的抽吸力对抗的是多种力，比如摩擦力(跟平面的摩擦系数有关)等等，就需要将泵放到系统中，结合具体的情况试验了。当然，泵的选型还是可以参考上面这条原则：只不过留有的余量，需要更大一些。更多资料参考请见： www.wcjx.net

在选型前，我们必须弄清楚关于真空泵的几个基础概念：真空度、极限相对压强、抽气量。

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。

因为液体在真空的环境中会气化，与空气混合被吸走了。

液体是物质存在的一种形态，它没有一定的形状，可以变形、流动。

液体分子间存在分子引力，许多分子相互吸引在一起，形成液态物质。这种分子作用力称为范德华力。范德华力是液态分子间的吸引力，由分子间的偶极异极相吸造成的，没有固定的角度，只有个大概的方向。这也是液体会流动的原因。液态物质分子间的范德华力在加热使温度提高时，单个分子获得的动能增大，液态物质分子间热运动增加，液态物质的分子运动力克服范德华力的吸引而分散，物体由液态变为气态，被真空泵吸出。

在压力减小或负压条件下，液态物质的周围压力减小或没有了，分子运动阻力减小，范德华力不足以使分子吸引在一起，脱离范德华力的吸引而分散，物体由液态逐渐变为气态。

在真空泵启动后，容器内的空气首先被吸出，压力降低，液态物质的分子运动阻力减小，脱离范德华力的吸引，成为气态的分子向低压或无压力的方向运动而分散，被真空泵逐渐吸出。

小型真空泵之真空泵选型、真空泵作用（四）

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。

科研、医疗、实验室、仪器仪表等行业常常要采用微型气泵来进行物体吸附，但微型气泵有微型真空泵、气体取样泵、微型气体循环泵、微型抽气打气两用泵等多种形式，具体该怎么选型呢？

把微型真空泵用于物体吸附时，实际上是用泵对吸盘抽真空后吸住物体，因此，必须选择真正意义上的微型真空泵，如VAA、PK、PC、VCA、VCH、PH等系列产品，而不能选用气体取样泵。

从理论上可以计算吸附力的大小。公式如下：

F≈10-2（101－P绝对压力）S吸盘面积

上式中，

F：理论吸附力大小，单位：Kgf（公斤力）

P：绝对压力：为微型真空泵的绝对真空度，单位取：KPa（千帕）

S：吸盘面积：为吸盘有效面积，单位取：cm2（平方厘米）

例如：有种微型高负压泵VCH(http://www.weichengkj.com/VCH.htm)，它的绝对压力(真空度)为：10KPa，假设吸盘有效面积为：1平方厘米，则理论上能提供的抽吸力压强就是：

0.01× (101－10) × 1＝0.11 Kgf/ cm2

即用这个吸盘，VCH理论上能在垂直方向吸附住0.91公斤重的物体！

如果吸盘有效面积为：2平方厘米，则可以吸附住0.91×2公斤重的物体；

……

如果换成PH(http://www.weichengkj.com/PH.htm)，则理论上能提供的抽吸力压强就是：

0.01× (101－25) × 1＝0.76 Kgf/ cm2

实际使用中，常常有人用微型真空泵来吸附纸片等轻薄物体，则可以用VM(http://www.weichengkj.com/VM.htm)、VAA(http://www.weichengkj.com/VAA.htm)等真空度低一些的。

另外，从上式可以看到，吸附力的大小理论上与泵的流量无关，但在实际使用中与流量参数是相关的。

原因如下：因为气路系统不可能做到理论密封，总有一定的泄漏。在这种情况下，微型真空泵的流量越大，泄漏量所占的比例越小，越有利于泵维持较高的真空度，从而得到更大的吸附力。比如，有2台极限真空度相同的泵，A泵流量为1 L/min，B泵流量为20 L/min，同样在0.1 L/min的泄漏情况下，A泵的真空度会降低很多，因为0.1 L/min的泄漏对它而言太大了。但0.1 L/min的泄漏对B泵来说不算什么，仍然可以维持较高的真空度。因此，虽然二者真空度相同，但在实际中，B泵产生的吸附力更大。

因此，泵选型时必须同时考虑真空度和流量两个指标，只重视真空度指标是不切实际的。

参考资料：www.weichengkj.com www.wcjx.net