蒸汽喷射真空泵的工作原理
蒸汽喷射泵有一定压强的工作,蒸汽通过拉瓦尔喷咀,减压增速(蒸汽的势能转变为动能)以超音速喷入混合室,与被抽介质混合,进行能量交换,混合后的气体进入扩压器,减速增压(动能转化为压强能),为了减少后级泵的抽气负荷,配置冷凝器,通过有一定温差的两种介质对流,进行热交换,达到冷凝高温介质目的,排到大气压。(原理见下图)
循环水箱中的水经循环水泵做功后产生一定的压力、流速,具有一定压力、流速的水进入水喷射器的集水室,经孔板上的多个拉瓦尔喷嘴喷射,形成的高速射流使喷射器的混合室产生真空,被抽介质在真空作用下进入喷射器混合室,在混合室中与高速水流充分混合和经文丘里管降速、增压后排出到循环水箱中,不凝性气体析出,可凝性汽体从水箱溢流口溢出,如此反复做功。它的优点是低位整机型式,比水环真空泵的真空度高,代替W式往复真空泵可以取消前置冷凝器,节省一次性设备投资和运行费用。
1、水环式真空泵动态原理图:
当水环式真空泵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。
水环真空泵内装有带固定叶片的偏心转子,是将水(液体)抛向定子壁,水(液体)形成与定子同心的液环,液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。
2、蒸汽喷射泵
蒸汽喷射泵工作时蒸汽进入喷嘴后,高速喷出,产生低压,将气体吸入并在混合室混合,经扩大管后,动能转变为压强能。如果吸入的气体来自容器,容器减压,即可称作喷射真空泵。
3、气动隔膜泵动态原理:
4、自吸泵的动态原理:
自吸泵的工作原理是:水泵启动前先在泵壳内灌满水(或泵壳内自身存有水)。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳,这时入口形成真空,使进水逆止门打开,吸入管内的空气进入泵内,并经叶轮槽道到达外缘。
5、离心泵动态原理:
离心泵(centrifugal pump)是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵。
6、螺杆泵动态原理:
螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。
7、罗茨真空泵的动态工作原理
罗茨真空泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子,转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。
8、旋片式真空泵的动态原理:
旋片式真空泵(简称旋片泵)是一种油封式机械真空泵。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。
工作原理:工作时水蒸汽在高压下以很高的流速从喷嘴中喷出,使周围的空间形成一定的负压,将低压气体或蒸汽带入高速的流体中,吸入的气体与水蒸汽混合后进入扩大管,速率逐渐降低,静压力因而升高,最后经排出口排出。 又称射流泵和喷射器。利用高压工作流体的喷射作用来输送流体的泵。由喷嘴、混合室和扩大管等构成。 工作流体在高压下经过喷嘴以高速度射出时,混合室内产生低压,被输送的流体被吸入混合室,与工作流体相混,一同进入扩大管。在经过扩大管时,流体的压力又逐渐上升;然后排出管外。 根据所用的工作流体,一般分为蒸汽喷射泵(steam jet pump)和水喷射泵(water jet pump)两类。构造简单、使用方便。但产生压头小,效率低,且被输送的流体因与工作流体相混而被稀释,使其应用范围受到限制。 用于化学工业和动力工程等方面。
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。
机械式真空泵工作原理都是持续的抽取气体,使一定体积的气体被隔离到泵里面的空间内,再排出去,这样容器里的气体会越来越稀薄,这样随着容器内气体越来越少,泵的抽气效率也会越来越低,到最终各个密封部分(包括容器和泵本身)的漏气速率和抽气速率一样,真空就不再提升。
1、分类 a类,机械泵:油封机械泵(单级),油封机械泵(双级),分子泵,罗茨泵;
b类,蒸汽喷射泵:水银扩散泵,油扩散泵,油喷射泵;c类,干式泵:溅射离子泵,钛升华泵,吸附泵,冷凝泵,冷凝吸附泵。
2、各自结构,a机械泵就是通过机械原理抽气而抽真空的,一般都有定子,转子,和旋片,阀门等组成。机械泵一般抽真空度较低,油封机械泵抽到10(-2)次方就不能往下抽了,但罗茨泵和分子泵由于其巧妙的设计,可以抽到10(-4)甚至更高。b蒸汽喷射泵就是利用加热气化使高速喷出的蒸汽的动量携带气体分子出来,从而抽真空的,蒸汽喷射泵因为是由蒸汽携带气体出来的,一般都会有蒸汽污染。注:蒸汽携带气体出来之后蒸汽会冷凝回流,再蒸发,再携带,依次循环。蒸汽喷射泵抽的真空度比一般机械泵高,但是也高不了多少,主要是会有污染。
c干式泵,每种的原理结构都大不同,优点就是无污染,抽的真空度高,能抽高真空,最高可以达到10(-12)的极限真空,缺点是技术要求太高了,而且抽到10(-12)一般来说连续抽个几个月才能达到,时间好长哦。我用冷凝泵抽到10(-4)都得四五个小时哦,而且干式泵无法从大气压直接抽到高真空,得用前两种泵抽到一定真空度后,干式泵才能开始工作,继续抽到更高真空。