螺杆真空泵
螺杆真空泵它利用一对螺杆,在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备,两螺杆经精细动平衡校正,由轴承支撑,安装在泵壳中,螺杆与螺杆之间都有一定的间隙,因此泵工作时,相互之间无磨擦,运转平稳,噪音低,工作腔无需润滑油,因此,干式螺杆泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉尘的气体场合,极限真空更高,消耗功率更低,具有节能,免维修等优点。它是油封式真空泵的更新换代产品。
一、产生和优点
目前各种真空泵的发展愈来愈受到真空应用场合的影响,一般的真空系统无法满足清洁无油及耐腐蚀的要求,因此近年来干式真空泵市场需求量很大,真空获得产品已经出现更新换代的局面,大量的有油真空系统已被无油清洁的真空系统所代替。国外几乎每一家较大的真空公司都生产各种不同型式的干式真空泵.螺杆真空泵属于非接触型干式泵,是20世纪90年代初期出现的一种理想的泵种,以其抽速范围宽、结构简单紧凑、抽气腔元件无摩擦、寿命长、能耗低、无油污染等优点。
干式螺杆真空泵由于其优越的性能,在欧美和日本目前已经成为微电子、半导体、制药、精密加工等行业首选真空获得设备,日本在螺杆压缩机基础上,很早就研发出了真空泵的多头转子型线,并投入市场。德国几家真空设备公司也逐步的开发出了等螺距、变螺距转子型线,并在转子和机体冷却方面做了很多研究。螺杆泵的技术关键问题。中国的威海智德真空科技有限公司在2008年也将螺杆真空泵的生产进入批量化生产,在化工制药等行业得到很好的应用。
二、主要结构
传动轴连接主动转子,通过同步齿轮带动从动转子旋转,在壳体上开有冷却水通道,用来冷却转子和排气口温度,同步齿轮及轴承用油润滑,轴承和壳体内部通过密封件来密封以达到无油的效果。干式螺杆真空泵同无油螺杆压缩机在密封和润滑上结构类似,一般真空泵的排气端用机械式密封件,进气侧通常用双唇形密封件。在传动方式上,目前通用的是直连电机,用联轴器与转子连接,极少数用皮带或者传动链传动。 等螺距螺杆泵由于无内压缩过程,排气温度非常高,如冷却效果不好,会造成转子和机壳变形,影响抽气效果。冷却机壳是必不可少的一个环节,水冷是最常见的方法,在机壳本体、轴承外侧通冷却水,可以达到冷却壳体进而冷却转子的目的。
三、国内外生产公司概况
1、威海智德真空科技有限公司是中国最早研发干式螺杆真空泵的企业,从2004年起便开始进行型线与结构性能方面的研究。在2007年国内干式螺杆真空泵的市场基本被国外厂家占据的时候,公司投入大量资金将该产品转入批量化的生产,并得到国家的大力支持获得各类省级国家级科技奖项和资金。公司生产的GENT干式螺杆真空泵极限真空更高,消耗功率更低,具有节能,免维修等优点。它是油封式/喷射式/水环式真空泵的更新换代产品,在国内各大制药和化工企业得到大量应用。针对不同工艺条件,其过流部件(即转子和泵体等与气体接触的部分)均有防腐涂层,包括镍磷涂层和PTFE两种。
2、德国莱宝公司在2002年底正式推出的SREWLINE系列螺杆式无油压缩真空泵是一种专门为工业应用(非半导体应用)设计的干式泵,它是一种全新的设计,是专门用来解决工业应用中艰苦的真空问题,如粉尘、焦油等。此泵也是采用变螺距转子,有内压缩过程,泵腔内无轴承和密封,大大降低了故障率,泵腔内没有内部阀门,因而耐粉尘和焦油能力强,此泵的螺杆采用内部中空冷却,可以降低转子温度和热变形,螺杆寿命长。
3、德国普旭公司的COBRAN系列螺杆泵,制程工艺最理想的真空泵,特别适用于化工和制药行业的各工艺流程。普旭是世界上最大的真空泵、鼓风机和压缩机的供应商之一,真空泵的质量较高,相比其他厂家,在欧洲市场占有率极高,价格偏贵。
4、德国里奇乐的VSA/VSB系列,VSA系为等螺距转子,市场评价较好,性能稳定。VSB系列是变螺距转子设计(非线型齿形设计),同其他几家一样,通过内压缩来改变泵的功耗和排气温度,不用两级压缩中间冷却,单级即可实现很高的真空度。在密封件上做了改进,静态密封元件优选Viton材料,在有特殊要求的情况下选择PTFE或者添加有PTFE的密封件。动态密封元件在真空泵吸入侧用双密封唇;真空泵排气侧用简单的带有防止气体外溢的密封圈,以防止固体物质进入泵内。
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。
国产水环真空泵的种类有很多,根据所达到的极限真空度的高低及抽气量的大小可分为2BA型水环真空泵、2BV型水环真空泵、SK型水环式真空泵、2SK型水环式真空泵、SZ型水环真空泵这几大类,现将这几类的主要特点及概述介绍如下: 一、2BA型水环式真空泵的概述:
2BA型水环式真空泵适用于抽除气体和水蒸气,吸气压力可以达到33mbar绝压(97%真空度)。当用变压器油作为工作液时(称为油环真空泵),吸气压力可达到6.7mbar绝压(99.3%真空度),可以完全取代往复式真空泵。当液环真空泵在吸气压力接近极限真空下长期工作时,应联接气蚀保护管,以对泵进行保护并消除气蚀声。作为压缩机使用时,其压力最大至0.26MPa(绝压)。作为压缩机使用时,随着排气压力的升高会造成2BV泵功率的加大,订货时应注明排气压力以选择适当的电机功率。
2BA型水环式真空泵作为新一代节能型产品,其以出色的性能及众多优点将全面取代同性能的SK、2SK系列水环真空泵及W、WY、WL系列往复真空泵。
2BA系列水环式真空泵/压缩机主要用于抽除爆炸性气体,及在各类易燃、易爆环境中工作。
2BA系列不锈钢真空泵可使用在各种耐腐蚀要求较高的场合及洁净度要求较高的场合。根据工况2BA系列不锈钢真空泵的全部过流部件:泵体、泵盖、圆盘、叶轮材质可选用SUS304(0Cr18Ni9)、SUS316(0Cr17Ni12Mo2)、SUS316L(00Cr17Ni14Mo2)等各类不锈钢材质,泵轴材质:2Cr13或0Cr18Ni12Mo2Ti
2BA型水环式真空泵机械密封采用进口产品,密封件可采用氟橡胶或聚四氟乙烯.
二、2BA型水环式真空泵的特点:
相对于国内同类型SK、2SK、SZ等水环式真空泵,其有以下特点:
·2BA型水环式真空泵机泵同轴式直联设计,节省空间,易于安装。
·2BA型水环式真空泵全部采用国外进口机械密封作为标准配置。
·2BA型水环式真空泵全部设有气蚀保护管接口,如在极限压力下工作,开启气蚀保护管接口(或与分离器连接)可在最大限度保证吸气效果的情况下消除气蚀声,并对泵进行保护。
·铝青铜叶轮强度高,经久耐用,并提高了2BA型水环式真空泵的耐腐蚀性。如过流部件采用不锈钢材质,可工作在更为苛刻的环境中。
·独特的柔性排气口设计,不会产生过压缩,确保了2BA型水环式真空泵在其性能范围内效率最佳。
·全部采用Y2系列电机,防护等级IP54、IP55(普通为IP44)
·2BA型水环式真空泵全部采用NTN或NSK进口轴承 一、2BE型水环式真空泵概述:
2BE型水环式真空泵及压缩机,是我公司在多年科研成果和生产经验的基础上,结合国际同类产品先进技术,研制开发的高效节能产品通常用于抽吸不含固体颗粒,不溶于水,无腐蚀性的气体,以便在密闭容器中形成真空和压力。通过改变结果材料,亦可用于抽吸腐蚀气体或以腐蚀性液体做工作液。2BE型水环式真空泵广泛用于造纸、化工、石化、轻工、制药、食品、冶金、建材、石器、洗煤、选矿、化肥等行业。
2BE型水环式真空泵采用单级单作用的结构形式,具有结构简单,维修方便,运行可靠,高效节能的优点,并能适应排水量大,载荷冲击波动等恶劣工况。
我们对于2BE型水环式真空泵关键部位,如分配板,叶轮和泵轴进行了系统优化设计,简化了结构,提高了性能,实现节能,采用焊接叶轮,叶片一次冲压、成型,型线合理;论彀全部加工,从根本上解决了动平衡问题。叶轮与泵轴采用热装过盈配合,性能可靠,运转平稳。叶轮焊接后,整体运行良好的热处理,叶片具有良好的韧性,使叶片的抗冲击,抗折弯能力得以根本保证,2BE型水环式真空泵能适应载荷冲击波动的恶劣工况。
2BE型水环式真空泵,自带气水分离器,多位置没有排气口,泵盖设有排气阀检修窗口,叶轮与分配板间隙通过定位轴两端压盖调整,安装使用方便,操作简单,便于维修。
二、2BE型水环式真空泵的使用范围:
1、2BE型水环式真空泵可在环境温度5~40℃范围内和进口压强小于1330Pa的条件下,允许长期连续工作。
2、2BE型水环式真空泵不适用于抽除含氧过高、有毒的、有爆炸性的、对金属有腐蚀作用的、对泵油起化学反应的,以及含有颗粒尘埃的气体,也不适用于把气体从一个容器输送到另一个容器,作输送泵用。
3、2BE型水环式真空泵在大气压到6000Pa的进口压力下的连续工作时间不超过3分钟,以免喷油或润滑不良引起泵损坏。
三、2BE型水环式真空泵的特点:
2BE型水环式真空泵相对于目前国内广泛使用的SK、2SK、SZ系列水环式真空泵具有真空度高、功耗低等显著优点,是SK、2SK、SZ系列水环式真空泵理想替代产品,现在生产的2BE型水环式真空泵及压缩机结构主要特点如下:
1、轴承全部采用原装进口轴承,保证了2BE型水环式真空泵的叶轮精确定位及运转过程中的高稳定性。
2、叶轮材质全部采用球墨铸铁铸造或钢板焊接,充分保证了2BE型水环式真空泵叶轮在各种恶劣工况下的稳定性,且大大提高了2BE型水环式真空泵的使用寿命。
4、泵体全部采用钢板制作,提高了2BE型水环式真空泵的使用寿命。
5、2BE型水环式真空泵的轴套作为最易损坏的零件,本公司全部采用高铬不锈钢制作,比普通材质寿命提高了5倍。
6、2BE型水环式真空泵皮带轮(皮带传动)采用标准高精度锥套皮带轮,运行可靠,皮带寿命长,拆卸方便。
7、2BE型水环式真空泵联轴器(直联传动)采用标准高强度弹性联轴器,弹性元件采用聚氨酯材质,运行稳定可靠,使用寿命长。
8、独特的上置式气水分离器节约空间,并有效降低了2BE型水环式真空泵噪声。
9、铸件全部采用树脂砂铸造,表面质量好。铸件表面无需打腻,使2BE型水环式真空泵散热效果最佳。
10、机械密封(选配件)全部采用进口件,充分保证2BE型水环式真空泵在长时间运行过程中无泄漏。
11、2BE型水环式真空泵泵体内壁型线采用近似椭圆的型线以保证最佳的抽气效果。 一、SK型水环式真空泵概述:
SK型水环式真空泵及压缩机是用来抽吸或压送空气和其它无腐蚀性、不溶于水、不含有固体颗粒的气体,以便在密闭的容器中形成真空和压力,满足工艺流程要求。吸人或压送的气体允许混有少量的液体。
SK水环式真空泵及压缩机被广泛应用于机械、石油化工、制药、食品、制糖工业及电子领域。由于在工作过程中,气体的压缩过程是等温的,所以在压缩和抽吸易爆炸气体时,不易发生危险,所以其应用更加广泛。 工作真空范围为-0.03---0.08MPa。
二、SK型水环式真空泵的特点:
1、SK型水环式真空泵结构紧凑、维修方便;
2、SK型水环式真空泵应用范围广泛,可抽除含水蒸汽、易燃、易爆、含少量灰尘的、含少量液体的各种气体;
3、SK型水环式真空泵主要用水作为工作介质,维护费用低;
4、SK型水环式真空泵可以在较为恶劣的环境下工作。 一、SK型直联水环式真空泵概述:
SK型直联水环式真空泵包含SK-0.4、SK-0.8 、SK-1.0 、SK-1.5B四个规格,是用来抽吸空气和其它无腐蚀性,不溶于水、不含有固体颗粒的气体,以便在密闭容器中形成真空。吸入气体中允许混有少量液体。
二、SK型直联水环式真空泵特点:
SK直联式水环真空泵可直接从大气压起动抽气。机泵同轴、结构紧凑、维修方便、铜叶轮材质。
三、SK型直联水环式真空泵使用范围:
SK型直联式水环真空泵广泛用于电子器件制造、真空干燥、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮、真空浸渍、进滤、浸渍、涂腊、焊接、冶炼、化工、轻工、石油、医疗、制药、印染、半导体、食品、原子能、纺织等科研机关、大专院校、工矿企业。SK型直联水环式真空泵不可用来抽含氧过高的、有毒的、易爆的或与泵油发生化学作用的气体,也不可当作压缩机或传输泵使用。 一、2SK型水环式真空泵概述:
2SK系列水环式真空泵相当于2台SK系列水环真空泵串联使用。
因SK系列水环真空泵只能达到-700mmHg的极限真空度,为达到较高真空及高真空下的较大抽气速率,20世纪80年代国内开发了2SK系列真空泵。
随着我公司生产的2BV及2BE系列新一代节能型产品的出现,2SK型水环式真空泵将逐渐被取代。
2SK-P1系列两级水环真空泵-大气喷射泵机组主要工作在绝压10~50mmHg下,但其在高真空区效率较低,如需长期运行可选用 罗茨水环真空机组,如此可获得高真空区抽气最佳效率。
2SK型水环式真空泵和2SK-P1系列两级水环真空泵—大气喷射泵机组是用来抽吸空气和其它无腐蚀性、不溶于水、不含有固体颗粒的气体以便在密闭容器中获得较高真空。
2SK型水环式真空泵被广泛应用于食品、纺织、化工、医药和冶金工业及电子领域的真空蒸发、真空浓缩、真空回潮、真空浸渍、真空干燥及真空冶炼等。
2SK系列使用于吸入压力低于-0.08MPa的工况条件,2SK-P1系列使用于吸入压力低于-0.096MPa的工况条件。
二、2SK型水环式真空泵特点:
1、比较SK系列单级水环真空泵而言,具有真空度高、在高真空区抽速大等特点。
2、相同抽速率下,轴功率明显高于2BV、2BE系列水环式真空泵。
3、因结构为双叶轮结构,制造、维修较为复杂,易损件较多。 用来较高真空的真空泵(机械增容泵)使不得直排大气,如直排大气会造成罗茨真空泵吸气口与排气口压差太大,从而使罗茨真空泵过载,如复杂加大真空泵电机功率又会造成真空泵过热致使罗茨真空泵旋子之间的微弱间隙很快因热收缩而卡死。为保障真空泵能达成较高真空务必保障真空泵旋子之间的间隙。因而真空泵运用时务必设有前级泵,用前级泵将零碎内压力抽至定然规模内时再启动真空泵,如此能够防止真空泵过载。前级泵能够选用水(液)环式真空泵、旋片式真空泵、滑阀式真空泵、往返式真空泵等可直排大气的真空泵。
真空机组在正常状况下,选用水环泵作为前级泵比其它真空泵更为无利,这重要是因为它可以抽除一大批的可凝性蒸汽,尤其是当气镇油封机械真空泵排除可凝性蒸汽威力不够,或运用的溶剂能使泵油好转而莫须有性能,或者是真空零碎不容许油净化的时机更为显然。
水环泵机组宽泛地用来化工、药品升华干涩、低空模仿尝试等的抽真空零碎中。这类联结机组,大体有如次多少品种型。
(1)水环泵:机组中水环泵的作用是造成所需的准备真空,因而务求该水环泵的最大容许排气压力,即是说,一上面要放量普及水环泵的极限真空,另一上面,也要变法儿普及最大容许排气压力。
正常状况,单级水环泵极限真空度不高,而眼前我国生产的务求的预真空又较高,故理论上不必单级水环泵作为前级泵,而用能普及极限真空度的双级水环泵作为前级泵运用,采纳双级水环泵,还能够普及机组的极限真空度。
一台极限真空度是较低的,尤其是当它与水环泵组合运行时,运用规模受到制约,整个机组的极限真空度可能更低,但若用两台罗茨泵串联再与水环泵组合,就能大大普及机组的极限真空度。
故在这品种型里通常见到的是两台串联后再用双级水环泵作前级泵组成机组。
(2)水环泵-大风泵机组:即便采纳双级水环泵,极限真空度的普及也只是在定然的规模之内,这是所以受到水的饱和蒸汽压的制约。水环泵的实践极限压力就是水的饱和蒸汽压。那末思忖气体返流等成分的莫须有,理论上溯环泵的极限压力显著比该水温上的饱和蒸汽压力为高。为了普及前级泵的极限真空度,还能够使水环泵与大风泵组合运用。
那样,串联一级大风泵后的极限真空度可达20~30Torr,那末水环泵与二级大风泵组合,则极限真空可达2~10Torr。
(3)水环泵串联机械真空泵:此机组重要用来须要解决一大批水蒸汽,且极限真空度务求较高的抽真空零碎,比如在真空干涩上面。
务求解决一大批水蒸汽的真空零碎中,运用水环泵是较适合的,但因为其极限真空度不高,以致整个机组的极限真空度较低。固然在务求真空度较高的抽真空零碎中,须要极限真空较高的机械真空泵作为前级泵运用。但因为水环泵的耗电量大,效率很低,噪声高,在须要短工夫的真空干涩零碎中,用水环泵作为前级泵很不经济。
在上述状况下,可将气镇机械真空泵与水环泵串联,作为前级泵。真空干涩时,先用水环泵继续预抽,直至水蒸汽一大批缩小时,再开行气镇机械真空泵,切断水环泵。如须要较短工夫能力实现干涩的场合,所需结冰水和功率都较少。
1)机组前装冷凝器
为了放量使机组的体积小些,可变法儿使待抽的蒸汽在进入泵机组之前冷凝,那样剩下来的就差错可凝性气体和微量残余蒸汽。气体降温后在相反压力下身积也减小。因而冷凝后所需抽器量减小,相应地泵也能够选得小一些。
采纳哪种形式较经济?应视其具体状况而定,举例注明如次:
冷凝蒸汽有两种形式:一种是装置一台结冰安装,另一种是在机组的低压级中服一台冷凝器,再不能用一般的水结冰。
其零碎须要每时辰抽除50kg的水蒸汽量,在吸入压力为1Torr时的体积流量为50000m3/h。
1)要抽吸上述的水蒸汽量,须要三个罗茨泵串联,并用一台水环泵作前级组成的机组,该机组的总功率90kW。
2)为了使蒸汽在抵达真空泵之前冷凝,就要在坐落A处装一个冷凝器和一个功率为30000kcal/h的结冰安装。在1Torr的吸入压力下,水蒸汽的冷凝热度均为-19℃,为了能保障陆续作业,应取冷凝安装的冷凝热度为-25℃,且串联装置2台冷凝器。依据非冷凝气体的组作成体划算得,真空泵的抽器量就能够升高到1000~2000m3/h,总机组(囊括冷凝器的消费功率)的功率同样是90kW。
3)先用罗茨泵抽出水蒸汽,并在45Torr压力下继续冷凝,该压力下有的冷凝热度约为36℃,此外可使冷凝器的冷凝热度维持在30~35℃之间,可用一般结冰水结冰。冷凝器设在B处。那时总功率的消费为75kW左右。
经过上述三组形式的比拟可知,其三种计划最好,可缩小15kW的能源消费。
气体传输泵
气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出,借以达到抽气目的的真空泵,这种泵基本上有两种类型:
变容真空泵
利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵,气体在排出前被压缩。这种泵分为往复式及旋片式两种:
(1)往复式真空泵:是利用泵腔内活塞做往复式运动,将气体吸入、压缩并排出。因此,又称为活塞式真空泵。
(2) 旋片式真空泵:是利用泵腔内活塞做旋转运动,将气体吸入、压缩并排出。旋转真空泵又有如下几种形式:
① 油封式真空泵:它是利用油类密封各运动部件之间的间隙,减少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,故又称气镇式真空泵。按其结构特点分为如下五种形式。
a旋片式真空泵:转子以一定的偏心距装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近,在转子槽内装有两个(或两个以上)旋片,当转子旋转时旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触,此旋片随转子一起旋转,可将泵腔分成几个可变容积。
b.滑阀式真空泵:在偏心转子外部装有一个滑阀,转子旋转带动滑阀沿泵壳内壁滑动和滚动,滑阀上部的滑阀杆能在可摆动的滑阀导轨中滑动,而泵腔分成两个可变容积。
c.定片式真空泵:在泵壳内装有一个与泵内表面靠近的偏心转子,泵壳上装有一个始终与转子表面接触的径向滑片,当转子旋转时,滑片能上下滑动将泵腔分成两个可变容积。
d.余摆线式真空泵:在泵腔内偏心装有一个型线为余摆线的转子,它沿泵腔内壁转动并将泵腔分成两个可变容积。
e.多室旋片式真空泵:在一个泵壳内并联装有由同一个电动机驱动的多个独立工作室的旋片真空泵。
②干式螺杆真空泵:它是一种不用油类(或液体)密封的变容真空泵。
③液环式真空泵:带有多叶片的转子偏心装在泵壳内,当它旋转时,把液体(通常为水或油)抛向泵壳内形成泵壳同心的环液,环液同转子叶片形成了容积周期性变化的几个小容积,故亦称旋转变容真空泵。
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。它属于旋转变容真空泵。机械增压泵即为这种形式的真空泵。
动量传输泵:这种泵是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。具体可分为下述几种类型。
(1) 分子真空泵:它是利用高速旋转的转子把能量传输给气体分子,使之压缩、排气的一种真空泵。它有如下几种型式:
① 牵引分子泵:气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得力量,被送到出口,因此,是一种动量传输泵。
②涡轮分子泵:泵内装有带槽的圆盘或带叶片的转子,它在定子圆盘(或定片)间旋转。转子圆周的线速度很高。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起来的一种复合式分子真空泵。
(2) 喷射真空泵:它是利用文丘里(VENTURI)效应的压力降生产的高速射流把气体输送到出口的一种动量传输泵,适于在粘滞留和过渡流状态下工作。这种泵又可详细地分成以下几种:
① 液体喷射真空泵:以液体(通常为水)为工作介质的喷射真空泵。
② 气体喷射真空泵:以非可凝性气体作为工作介质的喷射真空泵。
③ 蒸汽喷射真空泵:以蒸汽(水、油或汞蒸汽)作为工作介质的饿喷射真空泵
(3) 扩散泵:以低压高速蒸汽流(油或汞等蒸汽)作为工作介质的喷射真空泵。气体分子扩散到蒸汽射流中,被送到出口。在射流中气体分子密度始终是很低的,这种泵适于在分子流状态下工作。可分为:
① 自净化扩散泵:泵液中易挥发的杂质经专门的机械输送到出口而不回到锅炉中的一种油扩散泵
② 分馏式扩散泵:这种泵具有分馏装置,使蒸汽压强较低的工作液蒸汽进入高真空工作的喷嘴,而蒸汽压强较高的工作液蒸汽进入低真空工作的喷嘴,它是一种多级油扩散泵。
(4) 扩散喷射泵:它是一种有扩散泵特性的单级或多级喷嘴与具有喷射真空泵特性的单级或多级喷嘴串联组成的一种动量传输泵。油增压泵即属于这种形式。
(5) 离子传输泵:它是将被电离的气体在电磁场或电场的作用下,输送到出口的一种动量传输泵。
气体捕集泵
这种泵是一种是气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上,从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵,有以下几种型式。
吸附泵:它主要依靠具有大表面的吸附剂(如多孔物质)的物理吸附作用来抽气的一种捕集式真空泵
吸气剂泵:它是一种利用吸气剂以化学结合方式捕获气体的真空泵。吸气剂通常是以块状或沉积新鲜薄膜形式存在的金属或合金。升华泵即属于这种形式。
吸气剂离子泵:它是使被电离的气体通过电磁场或电场的作用吸附在有吸气材料的表面上,以达到抽气的目的。它有如下几种型式。
(1)蒸发离子泵:泵内被电离的气体吸附在以间断或连续方式升华(或蒸发)而覆在泵内壁的吸气材料上,以实现抽气的一种真空泵。
(2)溅射离子泵:泵内被电离的气体吸附在由阴极连续溅射散出来的吸气材料上,以实现抽气目的的一种真空泵。
低温泵:利用低温表面捕集气体的真空泵
按其真空度可以分为:粗真空、高真空、超高真空三大类。
粗真空系
主要用来抽除空气和其它有一定腐蚀性、不溶于水、允许含有少量固体颗粒的气体。广泛用于食品、纺织、医药、化工等行业的真空蒸发、浓缩、浸渍、干燥等工艺过程中。该型泵具有真空度高、结构简单,使用方便、工作可靠、维护方便的特点。
主要用于粗真空。抽气量大的工艺过程中。它主要用来抽除空气和其它无腐蚀,不溶于水,含有少量固体颗粒的气体,以便在密闭容器中形成真空。所吸气体中允许混有少量液体。它被广泛应用于机械、制药、食品、石油化工等行业中。
是获得粗真空的主要真空设备之一。广泛应用于化工、食品、建材等部门,特别是在真空结晶、干燥、过滤、蒸发等工艺过程中更为适宜。
无油(耐腐蚀)立式往复真空泵是卧式真空泵的更新换代产品,是获得粗真空的主要设备。由于采用全密封装置,实现了曲轴箱和汽缸的完全隔离;加上活塞环使用了自润滑材料,便实现了先进的无油润滑。由于无污水排放,所以该型真空泵特别适用于化工、医药和食品等行业的真空蒸馏、真空蒸发、真空干燥、真空浓缩、真空浸渍等工艺过程中。
高真空系
滑阀式真空泵
(Rotary Piston Vacuum Pump)
广泛应用于真空拉晶、真空镀膜、真空冶金、真空热处理、真空浸渍、真空干燥、真空蒸馏、真空练泥、航空航天模拟试验等新材料、新技术、新工艺的生产与研制中。
滑阀真空泵可单独使用,也可作为罗茨真空泵、油增压泵、油扩散泵的前级泵的使用。当抽吸对黑色金属有腐蚀、对真空油起化学反应、含大量蒸汽、大量粉尘的气体时,需附加装置。优点:相比旋片式真空泵耐用性要高好几倍且抽气速率大,价格相对高一点。
用来抽除密闭容器的气体的基本设备之一。它可以单独使用,也可作为增压泵、扩散泵、分子泵的前级泵使用。该型泵广泛应用于冶金、机械、电子、化工、石油、医药等行业的真空冶炼、真空镀膜、真空热处理,真空干燥等工艺过程中。
真空泵
旋片式真空泵
( Sliding Vane Rotary Vacuum Pump )
具有结构紧凑,体积小,重量轻,噪音低,振动小等优点。所以,它适用于作扩散泵的前级泵,而且更适用于精密仪器配套和实验室使用。例如:质谱仪器,冰箱流水线,真空冷冻干燥机等。
罗茨真空泵
( Roots Vacuum Pump )
是一种旋转式变容真空泵,须有前级泵配合方可使用在较宽的压力范围内,有较大的抽速,对被抽除气体中含有灰尘和水蒸汽不敏感。广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。主要用于真空机组的主泵,需要用前级泵辅助。如:水环式真空泵,滑阀真空泵,立式无油真空泵,分子真空泵等。国内最大罗茨真空泵保持纪录为20000L/S。
真空泵是利用转子和可在转子槽内滑动的旋片的旋转运动以获得真空的一种变容机械真空泵。当采用工作液来进行润滑并填充泵腔死隙,分隔排气阀和大气时,即为通常所称的油封旋片真空泵。无工作液时,即为干式旋片真空泵,将另页介绍。
在油封旋片真空泵中,国内习惯上称皮带传动的为旋片真空泵,而把泵与电机直接连接或用联轴器连接的称为直联旋片真空泵。在每种泵中,又有单级和双级之分。在单级泵中,由于选用的结构形式和参数不同,泵的极限压力和用途也不同。
它们的共同特点是结构较简单,使用方便,能从大气压力下起动,可直接排人大气,偏心质量较小,维护简便,双级泵的极限压力为6×10-2~l×10-2Pa,一种单级泵可达4Pa左右,另一种单级泵为50~200Pa左右。
自1909年盖德(W.Gaede)发明旋片泵并取得德国专利,1936年又发明气镇泵,1941年取得专利以来,旋片真空泵得到广泛应用和不断完善。60年代末,国际上出现了提高转速,直联的小型化趋势,70年代初出现了直联系列产品,到80年代初,又推出了改进的系列产品,有多种可供用户选配的附件,可以保护泵,或保护环境,泵本身结构也有改进而使可靠性提高。
在泵的结构方面,为了能在停泵时防止返油,有的设有能自动切断油路的止回阀,有的设有进气通道截止阀,有的为了能在泵开气镇运转突然停电时自动切断气路来保持泵口处于真空状态而设有油泵和控制结构。在附件方面,有消雾器、气味过滤器、阻挡碎玻璃等杂物用的人口过滤器、灰尘过滤器、蒸汽凝结阱、化学阱,有控制泵温以提高水蒸气抽除率和保护泵的温控水量调节阀。到了80年代末,90年代初,又推出了油过滤器、能监视油温、油压、油质等的电子显示器,甚至可以与计算机联结,进行自动控制,采用强制润滑和风冷,使泵的连续工作入口压力达10kPa,甚至更高,同一台泵的适用范围因而更大。
双级旋片真空泵,可以广泛用于冰箱、空调机、灯泡、日光灯、瓶胆生产和电子、冶金、医药、化工、滤油机、印刷机械、包装机等工业,可作为扩散泵、罗茨泵、分子泵等的前级泵,供电子仪器、医疗仪器等配套和实验研究应用。由于直联泵没有皮带摩擦的粉尘的污染,体积小、重量轻、材料节约、功能日趋完善,更被广泛推广应用。
噪声成因和降低措施
旋片泵的噪声,通常指泵在温度稳定时,在极限真空下测得的噪声级。它包括泵本身的噪声和电机噪声对用户来说,还关心泵温未稳定时的起动阶段的噪声和不同入口压强下运转的噪声,还有开气镇工作时的噪声。因此。要考虑多种影响因素。
就发声的部位来分,泵的噪声有下列几个可能方面:
(1)旋片对缸体的撞击,泵残余容积和排气死隙中的压力油的发声;
(2)排气阀片对阀座和支持件的撞击;
(3)箱体内的回声和气泡破裂声;
(4)轴承噪声;
(5)大量气、油冲击挡油板等引起的噪声;
(6)其他。如传动引起的噪声,风冷泵的风扇噪声等。
(7)电机噪声,这是至关重要的因素。
分述如下:
1)旋片对缸壁的撞击。如果设计、制造或用料不当,引起旋片滑动不畅,或者由于存在排气死隙,不可压缩的油引起旋片头部不能始终紧贴缸壁运转,就会引起旋片对缸壁的撞击发声。因此,宜采用园弧面分隔进排气口的结构。用排气导流槽消除死隙。在采用线分隔结构时,应尽量缩短排气终点到切点的距离,对于70L/s以下的旋片泵,考虑旋片的实际厚度,建议取7~lOmm,大泵取大值。过近时,由于转子旋片槽的存在和旋片头部只有一条狭带接触,旋片转到切点位置时密封效果一旦不好,就会影响泵的抽速甚至极限压力。可见这种结构不能完全消除排气死隙,限制了降噪水平。
需要指出的是,旋片与槽的间隙过大会降低性能。因此,要保证合理的公差配合和形位公差值,注意旋片的热膨胀,避免旋片与槽拉毛,注意油的冷油粘度,设计足够的旋片弹簧力,在采用园弧面分隔时,转子中心的附加偏心值不宜过大。不然,旋片经过两个园弧,会在交点处产生脱离缸壁趋势,反而引起撞击噪声。一般小泵为0.20~0.25mm即可,大泵可适当加大。
排气死隙中的压力油和残余容积中的压力油的发声。泵到极限压力时,两处压力油会在与真空腔室接通时高速射向真空腔室,与转子、缸壁撞击发声。两处容积的大小、位置与噪声有关。
2)阀片对阀座和支持件的撞击噪声
吸入的气体量大,泵的循环油量多,阀片噪声就越大,阀跳高,阀的面积大,阀片噪声也大,阀片材料也有一定影响。橡胶阀片的噪声应比钢片或层压板为好。为此,要节制进油量,阀片关闭要及时,要严密。注意阀的选材与结构。
3)箱体内的回声和气泡破裂声气量增大时,此项噪声将增大。因此,开气镇时或通大气时此项噪声会明显增大。如果气镇量可调,则可合理调节气镇量。
4)大量气体和油排出时冲击挡油板等零部件时发出的噪声。如果零件刚性不足,或未紧固,产生振动与碰撞,会使此项噪声增大。因此挡油板不仅应有足够刚度并紧固,而且,在需与其他零件(如油箱)接触时,利用夹橡胶的方法可避免振动引起的碰撞噪声,并改善挡油效果。
气泵的冷却方式是利用发动机的冷却液对其进行冷却。发动机的冷却液由水道经水管线进入气泵,在气泵内循环后又由水管线回到发动机的冷却系统进行散热。
气泵的润滑方式是利用发动机的机油进行润滑。发动机的机油经油道通过油管线进入气泵曲轴内的油道,以润滑轴瓦和连杆瓦,之后回到气泵的曲轴箱内,曲轴又将曲轴箱内的机油通过飞溅润滑的方式对缸套及活塞进行润滑。最后气泵曲轴箱内的机油通过管线又流回到发动机的油底壳内进行冷却。
真空泵有真空泵气体输送泵,气体捕集泵,粗真空度,高真空度,超高真空度。
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。
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。
以上内容参考 百度百科-真空泵