真空泵的用途与作用

无油干式机械真空泵（又简称干式机械泵）是指泵能从大气压力下开始抽气，又能将被抽气体直接排到大气中去，泵腔内无油或其他工作介质，而且泵的极限压力与油封式真空泵同等量级或者接近的机械真空泵。目前，真空行业使用的大多数机械真空泵都是用油、水或其它聚合物等流体充当泵的工作介质，在泵内起冷却、密封、润滑等多种作用。随着科学技术的发展以及真空应用领域的扩大，原有的机械真空泵及其组成的抽气系统出现了两个急需解决问题：一是泵的工作介质返流污染被抽容器，而这种返流在许多情况下影响产品的质量、数量，增加设备的维护成本。其次，由于某些工艺过程中的反应物质使真空泵内的介质严重变质，使泵不能正常工作。对于普通的无油真空系统来说，虽然可用油封式真空泵加上冷阱或吸附阱之类附件来防止返流，但不能彻底解决问题，而且使系统显得复杂。而使用适当型式的干式机械真空泵，则可以达到理想的使用效果。干式机械真空泵的应用是广泛的，主要有以下几个方面：

1）低压化学气相沉积中的多晶硅制备工艺中；

2）半导体刻蚀工艺。在这些生产工艺中往往用到或生成腐蚀性气体和研磨微粒；

3）除半导体工艺外的某些产生微粒的工艺，不希望微粒混入泵油中，而希望微粒排出泵外，则用一定型式的干式机械真空泵可以满足要求；

4）在化学工业、医药工业、食品工业中的蒸馏、干燥、脱泡、包装等，要防止有机溶剂造成污染，适合用干式真空泵；

5）用做一般无油清洁真空系统的前级泵，以防止油污染。近年来，干式机械真空泵得到迅速的发展，国外多家大真空公司都研制出了新型的干式械真空泵。国内的许多单位也一直在进行干式机械真空泵的开发研制工作，如东北大学、沈阳真空技术研究所、上海真空泵厂等。目前，干式机械真空泵主要分为接触型及非接触型。接触型的干式泵有叶片式、凸轮式、往复活塞式、膜片式等，这类泵的速度较低，适用于小容量高压缩比（单级压缩比）。非接触型的干式泵有罗茨型、爪型、螺杆型、涡旋型等，其速度较高，适用大容量，低压缩比（指单级压缩比）。不同类型的干式泵具有各自的特点。使用时可根据不同的用途加以选择。

真空泵广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。。

真空泵是利用机械、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。

真空泵的泵体的布置结构决定了泵的总体结构，立式结构的进、排气口水平设置，装配和连接管路都比较方便。但泵的重心较高，在高速运转时稳定性差，故这种型式多用于小泵。

卧式泵的进气口在上，排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接方便，可将排气口从水平方向接出，即进、排气方向是相互垂直的。此时，排气口可以从左或右两个方向开口，除接排气管道一端外，另一端堵死或接旁通阀。这种泵结构重心低，高速运转时稳定性好。一般大、中型泵多采用此种结构。

泵的两个转子轴与水平面垂直安装。这种结构装配间隙容易控制，转子装配方便，泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便，润滑机构也相对复杂。

干式机械真空泵的应用：

1、低压化学气相沉积中的多晶硅制备工艺中；

2、半导体刻蚀工艺。在这些生产工艺中往往用到或生成腐蚀性气体和研磨微粒；

3、除半导体工艺外的某些产生微粒的工艺，不希望微粒混入泵油中，而希望微粒排出泵外，则用一定型式的干式机械真空泵可以满足要求；

4、在化学工业、医药工业、食品工业中的蒸馏、干燥、脱泡、包装等，要防止有机溶剂造成污染，适合用干式真空泵；

5、用做一般无油清洁真空系统的前级泵，以防止油污染。

参考资料来源：百度百科-真空泵

参考资料来源：百度百科-干式真空泵

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真空度极高，可适应恶劣工况，具有抽取凝性、含颗粒物气体的能力，特别适

宜于

电

子，化工和生物医药等领域。干式螺杆真空泵，是利用一对螺杆，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。

以上回答由上海阳光泵业提供

1、制药和化工

真空泵应用领域包括医药、农药、化妆品与盥洗卫生品、肥皂与合成洗涤剂、表面活性剂、印刷油墨及其助剂、粘接剂、感光材料、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂。

适用产品：真空机组、水环真空泵系列、滑阀真空泵系列、往复真空泵系列。

2、真空镀膜、真空干燥、表面处理

在真空中制备膜层包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。虽然化学汽相沉积也采用减压、低压或等离子体等真空手段但一般来说真空镀膜是指用物理的方法沉积薄膜。真空泵应用领域在镀膜行业、表面处理以及干燥环节起着至关重要的作用。

适用产品：真空机组、罗茨真空泵系列、滑阀真空泵系列、旋片真空泵系列等。

3、真空冶炼、砖头、陶瓷制造业

真空泵用途体现在真空技术对于冶金、砖陶行业来说是非常关键的一个部分、它可以用来防止金属在加工过程中因高温而被氧化。通过真空将砖和陶瓷里面的水分和空气排出以确保其拥有最高的品质。

适用产品：滑阀真空泵系列、旋片真空泵系列、真空机组、水环真空泵系列。

4、食品包装、挤奶、饮料行业

真空包装技术起源于20世纪40年代。1950年聚酯、聚乙烯塑料薄膜成功地用于真空包装、此后真空包装便得到迅速发展。真空包装是将包装容器内的空气全部抽出密封、维持袋内处于高度减压状态、空气稀少相当于低氧效果使微生物没有生存条件以达到果品新鲜、无病腐发生的目的。

适用产品：水环真空泵系列、旋片真空泵系列、无油真空泵系列、真空机组。

扩展资料

真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子，降低真空室内的气体压力，使之达到要求的真空度。因此，为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置，选择真空系统时，应考虑下述各点：

首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。因为每一种工艺都有其适应的真空度范围，必须认真研究确定之。

在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度，因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。一般来讲，系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%，比前级泵的极限真空度低50%。

检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应，泵系统将被污染。同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。

检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。

参考资料来源：百度百科-真空泵

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。

物理实验室常见的真空应用有：真空抽滤器、废液抽取仪、旋转蒸发仪、真空干燥箱、冻干机等设备。

在实验室中用的较多的就是无油活塞式（多用于微生物检测）和耐腐蚀隔膜式（多用于化学实验室）两种，活塞式一般和真空抽滤、微生物检测、废液抽取、真空干燥箱等设备配套使用。耐腐蚀隔膜式一般和旋转蒸发仪、真空干燥箱、离心浓缩等配套使用。

非干式真空泵，例如油式真空泵、水循环真空泵。非干式真空泵共同点是它需要借助其他的物质（如水和油）达到理想的真空度，在实验室中使用最多的就是油旋片泵，一般和冻干机、真空干燥箱等配套使用。

真空泵的作用

真空泵的用途十分广泛，被应用在例如冶金、化工、食品、医药等多种工业生产及民生相关的行业中。除了工业生产等领域，真空泵也广泛的应用于各种化工及生物学实验室等领域。一般在实验室中使用的真空泵用途有两大类：真空抽滤及真空干燥。

真空抽滤一般搭配各种实验室真空过滤装置，如溶剂过滤器、砂芯过滤瓶、布氏漏斗过滤瓶、瓶顶式过滤器、微生物限度检测过滤装置、多联过滤器等等。简单地说就是利用真空泵、微型真空泵等能提供真空的设备，使固体、液体混合物等分离速度加快的一种应用。

真空抽滤常常被医疗、科研等进行试验时用到，所以一般情况下，体积庞大、噪音高、功耗高的大型真空泵并不合适，常用的是微型真空泵、小型真空泵。

真空干燥是利用低压状态下液体沸点降低，在常温下即能沸腾蒸发，从而使样品去水或溶剂等物质，从而达到样品浓度升高或结晶的方法。

采用干式真空泵，泵内不仅不存在润滑油，而且亦不存在废液处理的问题。但是泵腔内没有油，就使得泵腔内部的间隙无法保持密封，而且还失去了用于控制温度的传热介质，这对干式真空泵带来很大的挑战。

早期的干泵是由几级罗茨型转子或几级爪型转子串联而成，它们在泵腔内没有任何接触，用同步齿轮带动二个平行的转子轴，由于泵腔内没有任何液体，所以内部间隙要尽可能保持很小，以减少气体的返流。但是这个很小的间隙对于工艺颗粒的堆积显得十分敏感，目前解决这个问题的办法就是：从泵的入口充入惰性气体将它冲刷掉，或者用惰性气体来稀释可凝性的腐蚀气体。

干泵在半导体行业应用成功，亦激励干泵制造商将干泵引入化学工业，虽然干泵价格昂贵，但运行成本较低，特别是没有废液处理问题，对环境和健康十分有利。目前各种类型的干泵很多，包括涡旋泵、隔膜泵、干式旋片泵、罗茨型干泵、爪式干泵和螺杆真空泵。在化工行业应用中占主导地位的是罗茨型干泵、爪式干泵和螺杆真空泵。

1 罗茨型干泵

罗茨型干泵是属于较大型的干式真空泵，在化学工业有着广泛应用。该泵是由三级三叶型罗茨转子串联组成，它们装在同一根轴上，各级转子之间由中隔板隔开，形成各级泵腔，上一级排气口连到下一级进气口，各级串联进行抽气。各级转子的直径和形状是相同的，各级转子的宽度向高压侧方向变窄，但是这种设计均需要级间冷却，亦即上一级排出的气体通过热交换器后冷却后再进入到下一级的入口，如图8所示。这种三叶型的罗茨型干泵虽然可以减少气体返流，但是被抽气体要经过曲折路程才能排出到泵外，容易造成工艺物料堆积在泵腔内，而且颗粒杂质也不容易直接排出到泵外。罗茨型干泵可以从大气抽到10Pa，抽速为（36～60）升/秒。

图8 罗茨型干泵

2 爪式干泵

爪泵在1930年就己经研究成功，并首次用于压缩机行业，这种爪式转子的特点是在高压下具有高的压缩比。爪式转子还具有两个功能：一是用来截获、输送以及压缩气体，另一个就是像阀门一样，在适当的时间打开和关闭吸气口和排气口。目前这种泵的设计结构大都是由一级罗茨转子与三级爪式转子串联而成，罗茨转子作为高真空级，爪形转子作为压缩排气级，如图9所示。

图9 单爪式泵

这种爪式干泵早期应用于半导体的溅射、刻蚀、离子注入及PCVD薄膜制备等领域时，由于在工艺过程中会生成大量微小颗粒或反应生成的腐蚀性介质，可以通过向泵口引入惰性气体进行清洗，以防止微小颗粒在泵腔内沉积，同时亦降低腐蚀性气体的浓度。爪型泵己经在化工行业的蒸发、蒸馏、干燥、浓缩等领域应用。这种爪型泵的极限压力为（1～10）Pa，抽速为（25～140）L/s。

3 螺杆真空泵

螺杆真空泵是20世纪90年代初出现的一种理想的泵种，具有抽速范围宽广、结构简单紧凑、泵腔内无摩擦组件、能耗低、无废液排放以及运行成本低等一系列优点，因而在半导体、光伏产业、化工、制药、石化、空间模拟、低压风洞等领域到广泛应用。

螺杆真空泵的工作原理：由一对同步齿轮带动逆向旋转的螺杆，在螺杆与螺杆之间、螺杆与泵腔之间均有一定的间隙，没有任何金属与金属之间的接触。于是螺杆在旋转过程中就将被抽气体从进气口吸入并排出到排气口，见图10。

图10 螺杆真空泵断面图

早期的螺杆真空泵是等螺距，为了降低能耗、降低泵腔内的温度，又开发了变螺距的螺杆真空泵。其中一种螺杆是由二段螺距大小不等的螺杆拼接而成，另外一种就是螺距连续变化的螺杆真空泵，螺杆是由一个整体材料加工制作而成，各种不同的螺杆设计见图11所示。

图11 各种不同的螺杆设计

变螺距真空泵的最大优点就是比等螺距螺杆真空泵节能30％，排气温度亦较低。图12和图13分别为等螺距与变螺距的P-V图。

图12 等节距螺杆P—V图

图13 变节距螺杆P—V图

与罗茨型干泵和爪式泵相比，螺杆真空泵被抽气体在泵内的路程很短（见图14、15、16），很少受到扰动，可以迅速排出，因而微小的颗粒杂质不易积累在泵内。

图14 多级罗茨式

图15 罗茨+爪式

图16 干式螺杆泵

另外，螺杆真空泵的抽速特性较好，有效工作压力范围很宽，在大气到100Pa时仍有较高抽速（见图17）。

图17 抽速特性比较

由于螺杆真空泵大多数是用于抽除腐蚀性或危险性气体，为了防止泵腔和螺杆被腐蚀或生锈并延长泵的使用寿命，根据不同的应用可选择下列不同的涂层：

PTFE(聚四氟乙烯)涂层：

●耐化学性能好；

●涂层寿命较短；

●熔点低于300℃；

●耐磨性较差。

NIFA涂层：

●2个涂层（Ni+PFA），第一层Ni（15～20）μm，第二层PFA（25～35）μm(可溶性聚四氟乙烯)；

●对所有的化学物质均具有良好的耐腐蚀性；

●耐机械划伤的性能好；

●即使PFA涂层磨损，仍然有Ni涂层保护基体材料。

NIFLON涂层：

●1个涂层（PTFE溶于化学镀Ni）15～20μm；

●良好的耐磨性；

●对基材具有良好的结合力；

●对极大多数化学物质具有良好的耐蚀性；

●耐机械划伤；

尽管螺杆真空泵有涂层保护，但是仍然要避免腐蚀性介质冷凝在泵内，因此正确的操作使用和日常维护仍然十分重要——

在启动螺杆泵以前，首先要从泵的入口充入惰性气体，运行半小时，使泵腔内的温度升高，以防止被抽气体冷凝在泵腔内；

在螺杆泵停机以前，亦要从泵的入口充入惰性气体，运行半小时，以彻底清除泵腔内的残余物质；

如果工艺物质堆积在泵腔内，造成再启动困难或启动电流过大，则需要在停泵情况下，关闭主阀，打开排气口，用水蒸汽进行冲刷，直到泵可以灵活转动为止；

最后，由于螺杆泵在化工行业使用工况比较恶劣，必须根据使用说明书的要求进行日常维护。

结语

液环泵结构简单，运动部件少，操作、维护都十分简便，而且价格亦较低廉。螺杆真空泵虽然价格比较昂贵，但性能十分优越，运行费用亦低，不存在废液排放问题，既节能又环保。所以上述两种真空泵最适合于化工工艺应用。

(2)、罗茨真空泵的环境温度为5-40℃。

（3）、罗茨真空泵应水平安装，其周围应留有充分的余地，便于日常检查、维护保养。装拆方便。

（4）、接通电源后，电机转向应符合泵上转向箭头所示。

（5）、连接被抽容器的管道应清洁.无杂质等异物，孔径不应小于泵口口径，长度宜短，以保证其有足够的通导能力，管道连接应密封不漏。

（6）被抽气体应无颗粒状固体进入泵腔。

（7）、罗茨真空泵与前级泵连接应装弹性管以减少前级泵引起的震动。

（8）、电气设备必须有互锁保护装置，当前级泵停止工作时罗茨泵必须同时停止。

（9）、小泵可以直接启动，大泵须设启动器。

罗茨真空泵使用说明：

新泵就位后先查看油位，齿轮侧油位以油面浸没3-5齿为宜，电机侧以油窗中心略高为宜，轴伸上油杯不应缺油，各部位润滑油均采用1号真空泵油

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。