真空泵是如何发明的

真空技术

真空技术是建立低于大气压力的物理环境，以及在此环境中进行工艺制作、物理测量和科学试验等所需的技术。真空技术主要包括真空获得、真空测量、真空检漏和真空应用四个方面。在真空技术发展中，这四个方面的技术是相互促进的。

真空是指低于大气压力的气体的给定空间，即每立方厘米空间中气体分子数大约少于两千五百亿亿个的给定空间。真空是相对于大气压来说的，并非空间没有物质存在。用现代抽气方法获得的最低压力，每立方厘米的空间里仍然会有数百个分子存在。气体稀薄程度是对真空的一种客观量度 ，最直接的物理量度是单位体积中的气体分子数。气体分子密度越小，气体压力越低，真空就越高。但由于历史原因，量度真空通常都用压力表示。

远在1643年，意大利物理学家托里拆利发现，真空和自然空间有大气和大气压力存在。他将一根一端封闭的长玻璃管灌满汞，并倒立于汞槽中时，发现管中汞面下降，直至与管外的汞面相差76厘米时为止。托里拆利认为，玻璃管汞面上的空间是真空，76厘米高的汞柱是因为存在大气压力的缘故。

1650年，德国的盖利克制成活塞真空泵。1654年，他在马德堡进行了著名的马德堡半球试验：用真空泵将两个合在一起的、直径为14英寸(35.5厘米)的铜半球抽成真空，然后用两组各八匹马以相反方向拉拽铜球，始终未能将两半球分开。这个著名的试验又一次证明，空间有大气存在，且大气有巨大的压力。为了纪念托里拆利在科学上的重大发现和贡献，以往习用的真空压力单位就是用他的名字命名的。

19世纪中后期，英国工业革命的成功，促进了生产力和科学实验发展，同时也推动了真空技术的发展。1850年和1865年，先后发明了汞柱真空泵和汞滴真空泵，从而研制成了白炽灯泡(1879)、阴极射线管(1879)、杜瓦瓶(1893)和压缩式真空计(1874)。压缩式真空计的应用首次使低压力的测量成为可能。

20世纪初，真空电子管出现，促使真空技术向高真空发展。1935～1937年发明了气镇真空泵、油扩散泵和冷阴极电离计。这些成果和1906年制成的皮拉尼真空计至今仍为大多数真空系统所常用。

1940年以后，真空应用扩大到核研究(回旋加速器和同位素分离等)、真空冶金、真空镀膜和冷冻干燥等方面，真空技术开始成为一个独立的学科。第二次世界大战期间，原子物理试验的需要和通信对高质量电真空器件的需要，又进一步促进了真空技术的发展。

在地球上，通常是对特定的封闭空间抽气来获得真空，用来抽气的设备称为真空泵。早先制成的真空泵，抽气速度不大，极限真空低，很难满足生产和科学试验的需要。后来相继制成一系列抽气机理不同的真空泵，抽速和极限真空都得到不断的提高。如低温泵的抽气速率可达60000升/秒，极限真空可达千亿分之一帕数量级。

为了保证真空系统能达到和保持工作需要的真空，除需要配备合适的、抽气性能良好的真空泵以外，真空系统或其零部件还必须经过严格的检漏，以便消除破坏真空的漏孔。低(粗)真空、中真空和高真空系统一般用气压检漏 ；对于超高真空系统，在采用一般检漏法粗检以后，还要采用灵敏度较高的检漏仪，如卤素检漏仪和质谱检漏仪来检漏。

随着真空获得技术的发展，真空应用日渐扩大到工业和科学研究的各个方面。真空应用是指利用稀薄气体的物理环境完成某些特定任务。有些是利用这种环境制造产品或设备，如灯泡、电子管和加速器等。 这些产品在使用期间始终保持真空；而另一些则仅把真空当作生产中的一个步骤，最后产品在大气环境下使用，如真空镀膜、真空干燥和真空浸渍等。

真空的应用范围极广，主要分为低真空、中真空、高真空和超高真空应用。低真空是利用低(粗)真空获得的压力差来夹持、提升和运输物料，以及吸尘和过滤，如吸尘器、真空吸盘 。

中真空一般用于排除物料中吸留或溶解的气体或水分、制造灯泡、真空冶金和用作热绝缘。如真空浓缩生产炼乳，不需加热就能蒸发乳品中的水分。

真空冶金可以保护活性金属，使其在熔化、浇铸和烧结等过程中不致氧化，如活性难熔金属钨、钼、钽、铌、钛和锆等的真空熔炼；真空炼钢可以避免加入的一些少量元素在高温中烧掉和有害气体杂质等的渗入，可以提高钢的质量。

高真空可用于热绝缘、电绝缘和避免分子电子、离子碰撞的场合。高真空中分子自由程大于容器的线性尺寸，因此高真空可用于电子管、光电管、阴极射线管、X 射线管、加速器、质谱仪和电子显微镜等器件中，以避免分子、电子和离子之间的碰撞。这个特性还可应用于真空镀膜 ，以供光学、电学或镀制装饰品等方面使用。

外层空间的能量传输与超高真空中的能量传输相似，故超高真空可用作空间模拟。在超高真空条件下，单分子层形成的时间长(以小时计)，这就可以在一个表面尚未被气体污染前 ，利用这段充分长的时间来研究其表面特性，如摩擦、粘附和发射等。

远在1643年，意大利物理学家托里拆利发现，真空和自然空间有大气和大气压力存在。他将一根一端封闭的长玻璃管灌满汞，并倒立于汞槽中时，发现管中汞面下降，直至与管外的汞面相差76厘米时为止。托里拆利认为，玻璃管汞面上的空间是真空，76厘米高的汞柱是因为存在大气压力的缘故。

1650年，德国的奥托·冯·格里克制成活塞真空泵。1654年，他在马德堡进行了著名的马德堡半球试验：用真空泵将两个合在一起的、直径为14英寸(35.5厘米)的铜半球抽成真空，然后用两组各八匹马以相反方向拉拽铜球，始终未能将两半球分开。这个著名的试验又一次证明，空间有大气存在，且大气有巨大的压力。为了纪念托里拆利在科学上的重大发现和贡献，以往习用的真空压力单位就是用他的名字命名的。

19世纪中后期，英国工业革命的成功，促进了生产力和科学实验发展，同时也推动了真空技术的发展。1850年和1865年，先后发明了汞柱真空泵和汞滴真空泵，从而研制成了白炽灯泡(1879)、阴极射线管(1879)、杜瓦瓶(1893)和压缩式真空计(1874)。压缩式真空计的应用首次使低压力的测量成为可能。

20世纪初，真空电子管出现，促使真空技术向高真空发展。1935～1937年发明了气镇真空泵、油扩散泵和冷阴极电离计。这些成果和1906年制成的皮拉尼真空计至今仍为大多数真空系统所常用。

1940年以后，真空应用扩大到核研究(回旋加速器和同位素分离等)、真空冶金、真空镀膜和冷冻干燥等方面，真空技术开始成为一个独立的学科。第二次世界大战期间，原子物理试验的需要和通信对高质量电真空器件的需要，又进一步促进了真空技术的发展。

罗茨真空泵在石油、化工、塑料、农药、汽轮机转子动平衡、航空航天空间模拟等装置上得到了长期运行的考验，所以应该在国内大力推广和应用。同时也广泛用于石油、化工、冶金、纺织等工业。真空泵配件为用于真空泵噪声治理的，真空泵消音器。

工作原理编辑

罗茨泵(roots-type pump) 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。

靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。

罗茨真空泵是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排大气。

它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似，工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统主抽泵相接。这种真空泵的转子与转子之间、转子与泵壳之间互不接触， 间隙一般为0.1～0.8毫米；不需要用油润滑。转子型线有圆弧线、渐开线和摆线等。渐开线转子泵的容积利用率高，加工精度易于保证，故转子型线多用渐开线型。罗茨真空泵的转速可高达3450～4100转/分抽气速率为30～10000升/秒（1升=10-3米3）；极限真空：单级为6.5×10-2帕，双级为1×10-3帕。

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。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。

详细内容参见: http://baike.baidu.com/view/1137886.htm?fr=aladdin&fromtitle=%E7%BD%97%E8%8C%A8%E6%B3%B5&fromid=9925592&type=syn

这个问题的想法是对某些尝试的误解，因为我们第一感觉就是真空貌似有一种神奇“吸力”，如果从地球上引出一条管道，太空的真空就会把大气吸出去。这只是我们的生活中的一个错觉，就像我们用嘴吸饮料瓶一样，感觉有某种力量把嘴往瓶子里吸！下面就分析下这个问题。

先说下大气压的问题，它是咋来的

古时候人们通常认为空气没有重量，因为我们生活在地球上从来没有感觉到空气对我们施加任何力量。亚里士多德也曾说过，大自然厌恶真空！因为我们只要把水管里的空气抽出，水就会补充近来，所以当时人们认为大自然不可能存在真空。

但是后来出现的原子论否定了这一观点。意大利物理学家托里拆利发明了第一个气压计，发现大气真的有重量，它认为有某种神秘的力量将空气拉向地面，托里拆利是伽利略的学生，伽利略之前也研究过这个问题。

1654年，奥托·冯·格里克发明了第一台真空泵，并且进行了我们熟知的科学实验，两组马对拉都无法抗衡大气压力，这就是马德堡半球实验。至此人们确信大气压确实存在，但不明原因。

实际上，空气这东西真的很重。海平面上一立方米的空气质量约为1.2千克。因此，举例来说，满屋子的空气可能轻而易举地重达100公斤以上，而一个更大的房间则包含更多的空气，可能重达数吨。当我们处在大气层底部时，我们的身体会经历周围大气压的推动，相当于每平方米超过了10吨，但是我们根本注意不到这种力的存在，因为我们进化在大气中，身体内部也承受着类似的压力。而我们不是在水中进化的，所以我们的身体就能感觉到来自水的压力。虽然人们现在知道了大气压力的存在，但不明原理也是白搭。

对大气压来源的解释

1684年牛顿爵士以一本《自然哲学的数学原理》为人们拨开云雾见天日，发现了万有引力的存在，这是一个真实存在的基本力，它作用于地球上的每一件事物，这是地球能够形成以及表面上的所有东西能稳定的附着在地球表面的力。它不仅解释了当时人们生活中发现的所有无法解释的现象，而且这个定律同样也适用我们地球以外的宇宙空间，至此人类的科学进入了可计算、可预测的时代，是人类历史的关键时刻。当然它也顺带解决了大气压来源的问题。

你看，地球从其核心到外大气层遵循这样的规律，最重的元素会发生沉降，而最轻的元素会上升，地核拖着地幔，地幔支撑着地壳，地壳上有海洋，海洋上有空气。这一切的一切都是引力在起作用。引力为一切提供重量，就像为你提供体重一样。

如果我们在大气中上升得越高，上方的空气就越少，因此我们周围的气压就越低。如果继续上升到100公里左右的高度，就会发现压力一直会下降到零。上方和周围的空气微不足道，基本处于真空状态。

真空并没有所谓的“吸力”，而我们感受到的力来自于大气压的推力

现在要说的问题是，我们用嘴吸塑料瓶感受到的力来自哪里。其实没有“吸力”这么一说，我们感受到的力来自于大气压力产生的推力，而这个推力正是来自万有引力，真空并不会产生任何力。

如果我们在大气中上升得越高，这个压力就越低，当然推力就越低，等压力降到零，就没有所谓的推力了。因此没有任何力会把大气往外推。

现在再来考虑一下家用吸尘器：

我们所说的吸力意思是“将灰尘吸入真空吸尘器的力”，这实际上是大气压，将灰尘推入了真空吸尘器。可能我们平常都会认为吸尘器会将灰尘吸进尘盒，它的真正原理是使用电动机将空气从软管中抽出，而外面的空气位于大气层顶部，由位于其上方的大约100公里的空气重量提供压力。因此，当马达从软管中抽出空气时，在大气压的推动下会有更多的空气涌入以替换压力降低的区域。

总结

所以，这个问题就是不会发生任何事。如果您将管道从地面延伸到太空，将不会发生任何事情。管道内部的100公里深的空气柱就座在那个位置，受万有引力的影响，跟管道周围的所有空气一样。没有神奇的“真空力”可拉动管道的末端，也没有压力将空气推向管道，因为空气压力来自空气的重量，并随高度的上升而下降。敞开的管道末端的压力将为零。

18世纪以前的消防车多数为放在推车上的手动水泵，用作把泵水救火。随着城市发展及防火需求提高，19世纪中段起出现蒸汽机发动之水泵，并开始以马车运载。蒸汽机动力消防车是1829年在伦敦出现的，发明人是蒸汽机工程师约翰·布雷斯韦特。这是一种以煤为燃料，并装有一根软水龙带，用10马力双缸蒸汽机驱动的消防车。但这种消防车在英国却到1860年代才得到广泛使用。20世纪内燃机发明以后，逐渐出现现时所见的现代消防车。1872年，德国研制出云梯消防车。云梯是靠手工操作的。1901年，英国利物浦的洛亚尔－卡利迪公司也生产出消防汽车，被利物浦市消防队所采用。中国于1916年出现了用汽车改装的消防车，但直到20世纪30年代，很多城市还在使用马拉消防车。

泵车是消防车中最常见的。车上主要设备为消防泵(水泵)及各式消防瞄子。泵车到达火场时会被接到消防栓，为救火供水。通常车上还会有水缸储存一定容量的水，以便在离开水源时可短暂使用。其他搭载的设备包括有烟帽，爆,破工具等等。

最早的泵是在大约于公元前300年左右出现的，阿基米德发明了一种泵，称为阿基米德式螺旋抽水机，至今仍有厂家在生产。

希腊人克特西比乌斯（公元前285-222年）发明的压力泵是一种最原始的活塞泵。主要用来生产水柱以及从井口举起水。（至今还保存在古罗马时代的遗址上，如在英国的西尔切斯特）。

中国历史上南北朝时期出现的方板链泵作为一种链泵是泵类机械的一项重要发明。

1475年，意大利文艺复兴时期的工程师弗朗西斯科·迪·乔治·马丁尼在论文中提出了离心泵原始模型。

1588年，意大利人阿戈斯蒂诺·拉梅利自费出版了《阿戈斯蒂诺·拉梅利上尉的各种精巧的机械装置》（Le Diverse t Artificiose Machine delCapitano Agostino Ramelli）。（这部著作详细描述了许多二三百年以后制造成功并成为商品的工具和机械设备）。其中有关于链泵、水泵、滑片泵的描述。

大约在1590-1600年，齿轮泵被发明。

1635年，德国学者Daniel Schwenter描述了齿轮泵。

1650年，德国马德堡市市长奥托·冯·格里克发明第一台空气泵，不断改进后于1654年设计出真空泵。

1658年，爱尔兰化学，物理学家罗伯特·波义耳和英国博物学家，发明家罗伯特·胡克进行空气泵实验。

1675年，英国国王查理二世的御用机械师塞缪尔·莫兰爵士，获得柱塞泵专利，他设计制造的水泵被当时英国国内众多的工业，船舶应用，以及如水井，池塘排水和灭火。

1680年，约旦出现简单的离心泵。

1685年，法国物理学家丹尼斯帕潘进行空气压缩泵高压实验。

1689年，丹尼斯·帕潘发明了直叶片的蜗壳离心泵，而弯曲叶片是由英国发明家John Appold于1851年发明的。

1720年，在伦敦城市的供水系统中开始使用柱塞泵。

1732年，英国人戈塞特和德维尔发明隔膜泵。

1738年，荷兰人丹尼尔·伯努利的《Hydrodynamique》（流体力学）出版，提出白努利定律；1755年，瑞士人莱昂哈德·欧拉著作《General principles on the movement of fluids》（流体运动的一般原理）出版，提出理想流体基本方程和连续方程。奠定了离心泵设计的理论基础。

1746年，H.A.Wirtz设计出使用阿基米德螺旋用于提升水的螺旋泵。

1768年，威廉·科尔在船舶舱底中改进和引入链泵。

1772年，瑞典学者伊曼纽·斯威登堡提出汞真空泵设计。

大约在1781-1782年，绳泵的发明被首次描述。

1818年，在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的马萨诸塞泵。

1849年，美国人亨利·沃辛顿发明蒸汽直接作用的蒸汽泵，是一种最简单的活塞泵。

1852年，英国开尔文勋爵威廉·汤姆森提出了热泵的设想。

1857至1859年，亨利·沃辛顿发明水平、复式、直接作用，用于锅炉给水全双工蒸汽泵。

1857年，英国查尔斯·亨利·穆雷获得链泵专利。

1865年，汞真空泵发明，用于解决碳丝灯泡的问题。

1868年，Stork Pompen公司在荷兰亨厄洛成立，发明了混凝土蜗壳泵。

1870年，英国人威廉·汤姆森提出了射流泵的设计。

1875年，英国人雷诺兹获得多级离心泵专利：主要是为了提高离心泵效率。

1877年，英国景崇用于污水处理的气泵：包括喷射器。

1880年，英国Frizzle设计气举泵。

1890年，美国麻省Warren公司制造了第一台双螺杆泵。

1892年，美国Worthington公司制造用于世界上第一条油管（从宾夕法尼亚州至纽约）的油泵。

1900年，哈里斯制造出空气压力泵。

1901年，美国拜伦·杰克逊(Byron Jackson)公司生产出深井垂直涡轮泵。

1902年，美国宾夕法尼亚州阿伦敦的Aldrich Pump公司制造了世界上第一台往复式正排量泵。

1904年，美国拜伦·杰克逊公司生产出潜水式电机泵。

1909年，盖德(W．Gaede)发明旋片泵并取得德国专利。

1912年，瑞士苏黎世安装了世界上第一个水源热泵系统，以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并获得专利。

1916年，Aldrich公司制造出电机驱动的往复式泵。

1918年，美国拜伦·杰克逊公司制造出用于石油工业的热油泵。

1923年，格罗格提出旋喷泵的结构原理，旋喷泵也称皮托泵。随后研制出了闭式皮托泵。Worthington公司制造了世界上第一台离心锅炉给水泵，压力达到770巴（11165psi）。

1924年，美国Durco公司生产出专门设计用于化学加工的泵。

1927年，美国Aldrich公司生产出变冲程多气缸往复式泵。

1929年，荷兰Houttuin公司制造了欧洲第一台双螺杆泵。Byron Jackson公司生产出电厂中使用的双壳进给泵.

1931年，瑞典IMO公司发明并制造三螺杆泵。

1932年，法国工程师Moineau发明单螺杆泵（莫诺泵），并由德国PCM泵公司制成产品。

1934年，鲍诺曼公司设计制造了外置轴承双螺杆泵。United公司生产出用于回收石油的高压水和二氧化碳喷射泵。

1936年，米顿罗公司发明马达驱动计量泵。 气镇泵发明出现。

1937年，美国英格索兰-德莱赛公司设计制造径向分离、从后面拉动的流程泵。

1942年，美国Pacific公司制造用于处理催化剂粉末的浆料泵.

1946年，美国HMD公司发明磁力泵。

1948年，美国拜伦·杰克逊公司生产出用于现代原子能发电的罐装泵原型。

1951年，美国拜伦·杰克逊公司制造用于第一艘核潜艇美国鹦鹉螺号的主进给泵。

1953年，美国拜伦·杰克逊公司制造鹦鹉螺号核潜艇的再循环泵。Durco公司生产出后拉式化学流程泵，是ANSI 标准的前身。

1958年，联邦德国的W.贝克首次提出有实用价值的涡轮分子泵，以后相继出现了各种不同结构的分子泵。

1960年，美国拜伦·杰克逊公司制造了于地下液化石油气存储设施中应用潜水式电机泵。

1961年，美国拜伦·杰克逊公司制造了用于核电厂的轴密封的冷却液泵。

1963年，美国LMI公司发明电磁驱动计量泵。

1965年，美国WILLIAMS公司发明气动计量泵。

1969年，美国英格索兰-德莱赛公司设计制造世界上最大的锅炉给水泵，功率为52200kW(70000马力)。

19世纪70年代，kobe公司制造出商用旋喷泵。

1972年，美国Pacific公司制造适用于原子能发电，已锻造外壳的核反应堆进给泵。

1976年，美国英格索兰-德莱赛公司制造迄今为止世界上最大的直立排水泵，额定流量为180000m3/h。

1982年，美国Aldrich公司制造出世界上最大的动力泵2985kW（4000hp），可通过800-1600km（500-1000英里）长的管道抽吸研磨的浆料。Pacific公司制造世界上最大的水喷射泵，功率为17900kW（24000马力）。

1983年，美国拜伦·杰克逊公司制造出用于美国最大的克林奇河增值核反应堆的液态钠泵。

1987年，美国拜伦·杰克逊公司制造出安装在世界上最大的石油存储洞的1120kW（1500hp）潜水式电机泵。

1990年，美国拜伦·杰克逊公司制造出安装在氦抽取设施中的世界上最大的垂直低温泵。

1992年，美国英格索兰-德莱赛公司设计制造出世界上最大的管道泵，功率为27590kW（37000马力），由空气涡轮发动机驱动。

2000年，美国HMD公司制造出屏蔽磁力驱动泵，是一种无泄漏泵。

2000年，台湾羿辰科技设计出微型电磁轴驱动泵原型，是一种类磁浮等压式泵。 2007年，台湾研能科技制造出压电式微泵浦是一种结合压电致动器与隔膜式泵浦技术的创新产品。

目前，流量最大的单泵1976年，美国英格索兰-德莱赛公司制造迄今为止世界上最大的直立排水泵，额定流量为180000米立方/小时。扬程最高的单泵是德国KSB公司生产的潜水电泵，最高扬程达1200米。

真空包装它也被称为是减压包装，它的使用方法是将包装容器内的空气全部抽出，并且进行密封，让包装容器内处于高度的减压状态，空气非常的少，也就达到了低氧的效果，没有氧气微生物就没有办法在里面生存，从而实现果品的新鲜并不会发生腐蚀。那大家知道真空包装是哪个国家发明的吗？它的发展过程又是什么呢？今天小编就来给大家简单的讲一讲真空包装的发明史。

早在1643年，意大利物理学家托里拆利，发现真空和自然的空间有大气和大气压力存在，所以他不然开始了他的实验最开始他便将一根一端封闭的长玻璃管里面装满了汞，并把他倒立与汞槽中，最后，他惊奇的发现玻璃管中的拱面有下降的趋势，直至与玻璃管外的拱面相差76厘米，这时候托里拆利，他就认为，玻璃管汞上面的空间是真空，而七十六厘米的高的汞柱是因为存在大气压力的缘故。这样，意大利物理学家托尼拆逆就发现了真空的存在。

人类在没有找到真空以前也曾经设想出了一个的理想环境，他们把真空理解成为“什么物质都没有”，所以才用了这样一个词“真空”，但是人类始终没有找到这样一个环境，来证明他们的想法。而托里拆利的实验证明了真空的存在，并发现了大气压响，这是人类首次发现真空。

真空的发现，为人们带来了极大的便利，它的用途也有很多，比如，真空泵，真空包装。真空泵，它主要用于，医药，农药，化妆品，电子镀膜的行业。真空包装最主要的用途就是食品方面。能够帮助我们食品保鲜，不会腐蚀，能够长时间的保存我们的食品。