真空泵有什么用途?适用于哪种行业
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。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。
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。
这个分分挺复杂,基本的可以分为气体传输泵与气体捕集泵。其中气体传输泵分为容积式真空泵与动量传输式真空泵(和鼓风机有点像)。然后容积式中又有往复泵、旋转式真空泵(这个是个大类,下面又有油封泵,旋片滑阀都是油封泵,还有液环泵、罗茨泵、螺杆泵、爪泵、涡旋泵等)。动量传输式中有分子泵、射流泵等,它们底下又有几种,像涡轮分子泵、牵引分子泵,复合分子泵,喷射泵、扩散泵。
气体捕集泵主要就是吸附泵与低温泵,底下也有很多小类,像溅射离子泵、升华泵、钛泵、吸附阱、吸气剂泵、冷凝泵、制冷剂低温泵等等。
场合因为各种泵的原理材质问题,工作压力段不同,最简单的有些能在大气压下工作,有些就必须组成机组(像普通的罗茨泵、分子泵、扩散泵等),不然无法启动。有些能抽大量水汽,像喷射泵、液环中的水环,但油泵就很麻烦,有些能抽一定的颗粒气体,像一些干泵,但往复泵就不行,这个就说起来就很多了,仔细说就要抄书了都。
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。
对于真空助力系统的真空来源,装有汽油发动机的车辆由于发动机采用点燃式,因此在进气歧管可以产生较高的真空压力,可以为真空助力制动系统提供足够的真空来源,而对于柴油发动机驱动的车辆,由于发动机采用压燃式CI(Compression Ignition cycle),这样在进气歧管处不能提供相同水平的真空压力,所以需要安装提供真空来源的真空泵,另外,对于为了满足较高的排放环保要求而设计的汽油直喷发动机GDI(Gasoline Direct Injection),在进气歧管处也不能提供相同水平的真空压力来满足真空制动助力系统的要求,因此也需要真空泵来提供真空来源。真空泵主要由泵体、转子、叶片以及进排气口等部分组成,如图4所示,以单叶片真空泵为例,当驱动扭矩通过发动机凸轮轴和真空泵连接器来使转子旋转,从而带动塑料的单叶片沿着真空泵容腔的轮廓,并以容腔的偏心位置进行转动,图4位置的单叶片的上侧分为两个容腔,左侧为真空腔,随着单叶片的旋转其容腔的容积越来越大,从而产生真空度同时通过与真空助力器相连接并带有单向阀的进气口使真空助力器增加真空度,右腔为压缩腔,随着单叶片的旋转其容腔的容积越来越小,将润滑油和从真空助力器中抽取的空气压缩到发动机。
来自发动机的润滑油从转子中心进入来润滑真空泵容腔和相应的部件,并起到对单叶片上的浮动端子和容腔轮廓之间的密封作用。真空泵的作用就是产生负压,从而增加制动力。 汽车发电机的真空泵一般都是油泵,也就是真空泵芯跟发电机的轴是一起转动的,通过不断的吸油、抽油,使真空泵泵壳内产生负压,也就是真空。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。
变容积式真空泵的工作原理和优缺点
(1)往复真空泵、旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵是靠活塞往复运动或旋转将气体吸
入、压缩并排出。它们的优点是新投入使用的泵真空度相对比较高,但是活塞是运转部件,因此活塞的磨损是避免不了的,随着检修次数的增加工作真空度将不断下降,直至满足不了生产的要求。此类泵工作噪音大,耗油量大,故障率高也是其致命的缺点,一般都需要开一台备用一台,这无形中增加了设备投资与运行费用。另外如果用此类泵抽吸水蒸汽等可凝性气体,将使润滑油乳化,因此只能应用在抽吸不凝性(空气类)气体,也不能抽吸带有颗粒状的介质,这也就限制了其适用范围。
(2)水环真空泵是靠装在泵壳内的带有多叶片的偏心转子旋转,把水抛向泵壳形成与泵壳同
心的水环,水环与转子叶片形成了容积周期变化从而将气体吸入、压缩并排出。它的优点是低真空时抽气量大、可以直接抽吸水蒸汽等可凝性气体。它的缺点是真空度低;不能抽吸带有颗粒状的介质;转子高速旋转不易做防腐处理,因此不能抽吸具有腐蚀性的介质。
凡是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵,称为机械真空泵。
机械真空泵按其工作原理及结构特点分述如下:
一、变容真空泵
它是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵。气体在排出泵腔前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种。
1、往复式真空泵 :利用泵腔内活塞往复运动,将气体吸入、压缩并排出。又称为活塞式真空泵。
2、旋转式真空泵 : 利用泵腔内转子部件的旋转运动将气体吸入、压缩并排出。它大致有如下几种分类:
1)油封式真空泵 它是利用真空泵油密封泵内各运动部件之间的间隙,减少泵内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。它主要包括旋片式真空泵、定片式真空泵、滑阀式真空泵、余摆线真空泵等。
2)液环真空泵 将带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时,把工作液体抛向泵壳形成与泵壳同心的液环,液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小的旋转变容吸排气腔。工作液体通常为水或油,所以亦称为水环式真空泵或油环式真空泵。
3)干式真空泵 它是一种泵内不用油类(或液体)密封的变容真空泵。由于干式真空泵泵腔内不需要工作液体,因此,适用于半导体行业、化学工业、制药工业及食品行业等需要无油清洁真空环境的工艺场合。
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。
二、动量传输泵
它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。这类泵可分为以下几种形式:
1、分子真空泵 :它是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子,使之获得定向速度,从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可分为:
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,被驱送到泵的出口。
2)涡轮分子泵 靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。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型的分子真空泵。
按其工作原理,基本上分为气体输送泵和气体捕集泵两种类型。
一、气体输送泵包括:1、液环真空泵(水环式真空泵)2、往复式真空泵3、旋片式真空泵4、定片式真空泵5、滑阀式真空泵6、余摆线真空泵7、干式真空泵8、罗茨真空泵9、分子真空泵10、牵引分子泵11、复合式真空泵12、水喷射真空泵13、气体喷射泵14、蒸汽喷射泵15、扩散泵等
二、气体捕集泵包括:吸附泵和低温泵等。
从结构上真空泵大致可分为:往复式真空泵、回转式真空泵和射流式真空泵等。
1、往复式真空泵。往复式真空泵适用于抽送不含固体颗粒、无腐蚀性的气体。这种真空泵的抽气速率较大,真空度较高。故在化工厂中广泛应用。但其结构复杂,维修量大。
2、水环式真空泵。水环式真空泵是回转真空泵的一种。
3、射流式真空泵。射流式真空泵是利用一种压力较高的工作流体来输送另一种流体。
循环水真空泵广泛用于蒸发蒸馏、结晶、过滤、减压、升华等作业,低温冷却循环水真空泵是真空泵和低温冷却泵的结合。即可以抽真空,又可以提供低温冷却循环水,是减压蒸馏和减压浓缩的良好辅助设备,特别适应配备旋转蒸发器,不但减少了使用空间,而且降低了真空度,节省了水资源,被现代实验室广泛装备。