真空泵的工作原理是什么？
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。在泵腔内形成通过旋转产生体积的变化而将气体排出泵外，主要是在吸气过程中，吸气腔体积增大，真空度降低，将容器内气体吸入泵腔，在排气过程中体积变小，压强增大，最终通过油封将吸入的气体排出泵外。
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。
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。
定片真空泵的工作原理：定片式转动泵的原理是：在一个圆筒形定子内有一个偏心装置的圆柱作为转子，用弹簧控制的单根滑板使定子内部空间分离为A,
B两部分。在箱子以定子的中心为心轴而沿着箭头指示的方向旋转时，空间A的体积不断扩大、压强降低而使外界气体从进口c抽入空间B的体积不断缩小，而使B内的气体压力增大通过活阀而从出口D逸出。为了要使泵的极限真空(即在泵工作了足够时间后能达的最低压强，位时泵的抽气速率实际上等于零更高，通常使用两个这样的定子一转子组串联，以一组的出口作为另一组的进口，用同一只电动机拖动，称为双级转动泵。全部泵体则浸没在油内，以达到密封和润滑的目的。这种泵的特点是结构简单、使用寿命较长，检修也很容易。定片式真空泵抽速较小且有单级、双级之分，双级泵的极限真空可达10-1Pa。但是在体积较大时(即抽气速率要求较大)，因为滑板难于保证密封而很少使用。旋片真空泵工作原理旋片式真空泵的结构和定片式真空泵的结构有着极为相似，不同在于虚拟空间的隔离以及产生做功的原理不同，例如某一特定空间隔成A,
B两部分，运用叶片与定子转子制造一接触点F。转子在工作中，以其为中心，对进口和出口起到吸气与排气的两种功效。当然旋片式真空泵可以通过转子串联的方式提高真空值，以达到工业应用领域的需求。例如常见的雅之雷德好凯德真空泵2RH系列是典型的双级旋片真空泵，可以同双转子的原理，抽取低至0.5Pa的高真空值。
好凯德罗茨真空泵是一种双转子的容积式真空泵，在泵腔内有两个形状对称的转子，转子形状有两叶、三叶和四叶的。两个转子彼此朝相反方向旋转，由轴端齿轮驱动同步转动。转子彼此无接触，其间通常有0．15－－1mm的间隙，泵腔靠间隙来密封。
好凯德罗茨真空泵泵腔内无摩擦，转子可高速运转，一般为1500－3000r／min，而且不必用油润滑，可实清洁的抽气过程。泵的润滑部位仅限于轴承和齿轮，以及动密封处。泵没有往复运动，平现无油稳、转速高、尺寸小，可获得大的抽速。
--------------
-----------------------------------
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。
某主给水泵电机因非驱动端轴承内一固定螺栓断裂且轴瓦间隙过大（油膜涡动）导致振动超标，缺陷处理完成后连续启停时没有按照规程操作（连续启停间应间隔0.5～1小时以上，以均匀热场），导致塑性弯轴。
解体检查，转子中间部位弯度约0.5mm。由于受工期限制，直轴困难。经专家讨论，进行动平衡，动平衡块加在轴端的风扇叶轮槽内（原先已经加装了约5kg，后又加装了3kg)。动平衡机上显示残余动不平衡量小于许用动不平衡量。动平衡合格。
回装再次启动，振动比动平衡前更大，且频谱显示故障特征仍为动不平衡。再次解体检查，安装过程满足要求。原因出在哪呢？再次查找该类型电机的技术说明书，并联系厂家。发现犯了一个致命错误，该电机工作转速约2981Rpm，超过了该转子的一次临界值。当时为了安装方便，动平衡块都集中在了轴的两端，在低速情况下（500rpm），整个转轴是刚性的，根据动平衡理论是能实现动平衡的。但到了工作转速，转子产生了一阶变形，原有的配重（刚好是同向配重），进一步加剧了变形量（向中间拱起）。导致振动比动平衡前更严重。
解决措施：取消为消除塑性弯轴而加装的配重块，加工同等质量的长纤丝（方便安装在线包槽中），按照原有角度，从轴的两端移至中间部位）。
完成后，再次启机，振动合格，工作正常。
转子的静平衡和动平衡
1、定义
1）静平衡
在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。
2）动平衡
在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定
如何选择转子的平衡方式，是一个关键问题。其选择有这样一个原则：只要满足于转子平衡后用途需要的前提下，能做静平衡的，则不要做动平衡，能做动平衡的，则不要做静动平衡。原因很简单，静平衡要比动平衡容易做，动平衡要比静动平衡容易做，省功、省力、省费用。那么如何进行转子平衡型式的确定呢？需要从以下几个因素和依据来确定：
1）转子的几何形状、结构尺寸，特别是转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值，以及转子的支撑间距等。
2）转子的工作转速。
3）有关转子平衡技术要求的技术标准，如GB3215、API610第八版、GB9239和ISO1940等。
3、转子做静平衡的条件
在GB9239-88平衡标准中，对刚性转子做静平衡的条件定义为："如果盘状转子的支撑间距足够大并且旋转时盘状部位的轴向跳动很小，从而可忽略偶不平衡（动平衡），这时可用一个校正面校正不平衡即单面（静）平衡，对具体转子必须验证这些条件是否满足。在对大量的某种类型的转子在一个平面上平衡后，就可求得最大的剩余偶不平衡量，并除以支撑距离。如果在最不利的情况下这个值不大于许用剩余不平衡量的一半，则采用单面（静）平衡就足够了。从这个定义中不难看出转子只做单面（静）平衡的条件主要有三个方面：一个是转子几何形状为盘状；一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大；再一个是转子旋转时其校正面的端面跳动要很小。
对以上三个条件作如下说明：
1）何谓盘状转子
主要用转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值来确定。在API610第八版标准中规定D/b＜6时，转子只做单面平衡就可以了；D/b≥6时可以作为转子是否为盘状转子的条件规定，但不能绝对化，因为转子做何种平衡还要考虑转子的工作转速。
2）支撑间距要大
无具体的参数规定，但与转子校正面间距b之比值≥5以上均视为支撑间距足够大。
3）转子的轴向跳动
主要指转子旋转时校正面的端面跳动，因为任何转子做平衡试都是经过精加工的，加工后已保证了转子的孔与校正面之间的行为公差，端面跳动很小。
根据上述转子做单面（静）平衡的条件，再结合有关泵方面的技术标准（如GB3215和API610第八版），只做静平衡的转子条件如下：
1）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速＜1800转/分时，不论D/b＜6或D/b≥6只做静平衡即可。但是如果要求做动平衡时，必须要保证D/b＜6，否则只能做静平衡。
2）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速≥1800转/分时，如果D/b≥6只做静平衡即可。但平衡后的剩余不平衡量要等于或小于许用不平衡量的1/2。如果要求做动平衡，要看两个校正面的平衡是否能在平衡机上分离开，如果分离不开，则只能做静平衡。
3）对一些开式叶轮等转子，如果不能实现两端支撑，只做静平衡即可。因为两端不能支撑，势必进行悬臂，这样在平衡机上做动平衡很危险，只能在平衡架上进行单面（静）平衡。
4、转子做动平衡的条件
在GB9239标准中规定："凡刚性转子如果不能满足做静平衡的盘状转子的条件，则需要进行两个平面来平衡，即动平衡。只做静平衡的转子条件如下（平衡静度G0.4级为最高精度，一般情况下泵叶轮的动平衡静度选择G6.3级或G2.5）：
1）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速≥1800转/分时，只要D/b＜6时，应做动平衡。
2）对多级泵和组合转子（3级或3级以上），不论工作转速多少，应做组合转子的动平衡。
补充：
在《离心泵检验和试验规定》，对平衡试验做了如下规定：
3.5 平衡试验
3.5.1 主要运转部件如叶轮平衡鼓等应单独做静平衡检验
3.5.2 除静平衡外若属下列工况应做动平衡检验
(1) 设计流量超过55m3/h且叶轮直径大于150mm 泵设计转速大于1500r/min
(2) 两级或多级泵且泵设计转速大于1500r/min
(3) 泵设计转速大于3000r/min
3.5.3 对于立式泵应通过手动盘车利用千分表在填料箱或机械密封处测量轴或轴套的径向跳动量指示读数不应超过60μm
3.5.4 转子装配和平衡修正的顺序应遵照GB9239 且应达到G2.5以上。
佛山东山真空设备有限公司 0757-83927798 QQ:1013550259
旋片真空泵（东山牌）的工作原理：
旋片真空泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片真空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旋片真空泵腔内壁滑动。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，旋片真空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。由旋片真空泵的连续运转，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，即组成了双级旋片真空泵。这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。
