真空泵真空系统有哪些部件组成

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。以上引自百度百科

<p>如下图,为W-3往复式真空泵的工作原理图，W-3往复式真空泵的主要部件是气缸1及在其中作往复直线运动的活塞2，活塞的驱动是用曲柄连杆机构3（包括十字头）来完成的。除上述主要部件外还有排气阀4和吸气阀5等重要部件，以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。W-3往复式真空泵运转时，在电动机的驱动下，通过曲柄连杆机构的作用（旋转运动转变成直线运动），使气缸内的活塞作往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运动时，由于气缸的左腔体积不断增大，左腔空间的压强不断的降低，当左腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽容器内的气体经过吸气阀5不断地被抽进左腔，此时正处于吸气过程。 当活塞达到最右位置时，气缸左腔内就充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀5自动关闭。气体随着活塞从右往左运动而逐渐被压缩。当气缸内的气体达到排气压力时，此时排气阀4被打开，气体被排出，完成了一个工作循环。当活塞在从左端向右端运动时，重复上述循环，直到被抽容器达到某一平衡压力为止。</p>

<p>在W-3往复式真空泵中，吸气阀和排气阀是非常重要的部件且是易损部件，它们工作的好坏直接影响W-3往复式真空泵的极限压力、抽气速率、功率消耗以及运行的可靠性。</p>

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无论是进口旋片式真空泵还是进口往复式真空泵, 气阀都是非常重要的部件, 它对进口真空泵运转的可靠性、经济性有很大的影响。设计好的气阀不但寿命长, 运转可靠, 而且阻力损失小设计不好的气阀, 其流动阻力损失可高达轴功率的15% 以上, 且寿命短, 运转可靠性差。进口真空泵的气阀和容积式压缩机的气阀很相似, 目前压缩机的气阀设计已比较成熟, 可把某些研究成果应用在进口好凯德真空泵的气阀设计上。

1、好凯德真空泵的气阀阀片的运动规律

以进口往复真空泵的进气阀为例, 讨论气阀阀片的运动规律。当活塞运行到一定位置时, 气阀阀片两侧的气体压力差超过气阀弹簧力, 阀片开始启动直到与升程限制器相撞, 此时阀片产生一个轻微反弹, 然后阀片在气流顶推下, 再次改变方向, 回到升程限制器上, 并保持一段时间, 直到活塞接近止点位置时运动速度下降, 气缸内外气体压力差下降, 阀弹簧力超过气流对阀片的顶推力时, 阀片断开始关闭, 直到最后落到阀座上关闭。如果设计时气阀的主要参数选择不合理, 或者运转工况远离了设计工况, 此时会出现阀弹簧力过大或过小现象。前者造成阀片颤振, 后者造成阀片延迟关闭, 这样不仅影响真空泵的经济性, 还会大大降低气阀的寿命。

2、好凯德真空泵的气阀阀片运动规律的数学模型及其解

为了设计出阀片运动规律合理的气阀, 首先建立真空泵气阀阀片运动规律的数学模型。实际的进排气过程是相当复杂的, 为此先作适当的简化。

2.1 进排气过程时间很短, 可视为绝热过程

2.2 气体状态一般小于常压, 压力较小, 可视为理想气体, 比热为定值

2.3 阀室内无压力脉动

2.4 阀片只作单自由度的平动, 且多环时各环运动是同步的

变容积式真空泵的工作原理和优缺点

（1）往复真空泵、旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵是靠活塞往复运动或旋转将气体吸

入、压缩并排出。它们的优点是新投入使用的泵真空度相对比较高，但是活塞是运转部件，因此活塞的磨损是避免不了的，随着检修次数的增加工作真空度将不断下降，直至满足不了生产的要求。此类泵工作噪音大，耗油量大，故障率高也是其致命的缺点，一般都需要开一台备用一台，这无形中增加了设备投资与运行费用。另外如果用此类泵抽吸水蒸汽等可凝性气体，将使润滑油乳化，因此只能应用在抽吸不凝性（空气类）气体，也不能抽吸带有颗粒状的介质，这也就限制了其适用范围。

（2）水环真空泵是靠装在泵壳内的带有多叶片的偏心转子旋转，把水抛向泵壳形成与泵壳同

心的水环，水环与转子叶片形成了容积周期变化从而将气体吸入、压缩并排出。它的优点是低真空时抽气量大、可以直接抽吸水蒸汽等可凝性气体。它的缺点是真空度低；不能抽吸带有颗粒状的介质；转子高速旋转不易做防腐处理，因此不能抽吸具有腐蚀性的介质。

W3往复式真空泵是获得粗真空的主要设备之一。广泛应用于化工、制砖、人造大理石等行业.可单独使用.

ZJ型罗茨真空泵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水蒸汽等不敏感，可获得高真空。

W3为往复式真空泵(简称往复泵) 又名活塞式真空泵,属于低真空获得设备,为单级抽气，极限压力2000Pa(15托)。

罗茨真空泵主要由一对同步高速旋转的“8”字形转子与两个半圆形的泵腔组成。该泵不能单独排气，必须与前级泵（如滑阀泵、旋片泵、水环泵、油环泵等）串联使用。泵的极限压力由前级泵决定，对小量灰尘不敏感。

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一、设备安装

1、工作环境的选择应按下面的要求选择工作环境

（1）工作室应保持清洁、干燥、通风；

（2）仪器应放置在水平、平稳的工作台或地面上；

（3）不得在具有爆炸性危险的区域，高湿度或高粉尘的环境中使用仪器；

（4）环境温度 5℃-40℃，相对温度不大于 85%。

2、安装

（1）拆箱后，除去一切包装，检查仪器在运输过程中是否损坏；

（2）按规定接上三相电源线。

二、设备使用

负压：

（1）将过滤装置或所需抽真空的装置与真空泵紧密连接，保证系统具有良好的气密性。可在真空泵的抽气口和过滤器的出气口表面涂上酒精等润滑剂以便于连接胶管

（2）按下电源开关，观察泵的运转情况，这时应有正常的运转声。用手轻触后面抽气口，应感觉有吸气效果。堵住时观察压力表的指示，达到指标为正常。

（3）过滤完毕，关闭电源

正压：

（1）将需要增压的装置与真空泵紧密连接，保证系统具有良好的气密性。可在真空泵的充气口和增压装置的进气口表面涂上酒精等润滑剂以便于连接胶管

（2）按下电源开关，观察泵的运转情况，这时应有正常的运转声。用手轻触后面充气口，应感觉有吹气效果。

（3）增压完毕，关闭电源

三、维护保养

1、长时间使用胶管会出现污染老化现象需要及时清洗或更换胶管。

2、清洁仪器时勿使用液体清洁剂或喷雾清洁剂，使用略湿的抹布清洁即可。

常见的抽真空装置有：水力喷射器、蒸汽式喷射泵、往复泵和离心式真空泵（水环式真空泵、旋片式真空泵）。

水力式喷射器工作时借助离心泵的动力将水压入喷嘴，由于喷嘴处面积突然变小，水流以高速射入混合室及扩散室，喷嘴出口处便形成负压，二次蒸汽不断吸入，并与冷水进行热交换，二次蒸汽凝结为冷凝水，同时夹带不凝性气体，随冷水一起排出，即可起到抽真空的作用。同时起到冷凝作用。

蒸汽式喷射器：工作原理与水力式喷射器很类似，只是蒸汽式喷射器喷出的是蒸汽，所以它可以起到抽真空的作用，但是不能冷凝，不过它抽真空的能力大于水力喷射器。

往复式真空泵是通过活塞往复运动把冷凝器内的冷却水及不凝结气体一起同时排出，保证系统的真空。

水环式真空泵是利用离心力的作用，将水甩到工作室内壁上形成一个水环，水环内部表面与轮壳相切，沿箭头方向旋转的叶轮在前半转中，水环的内表面逐渐离开轮壳，片间空隙逐渐扩大，被抽气体从镰刀形吸气口中被吸入而形成真空。后半转中，水环的内表面逐渐与轮壳靠近，片间空隙逐渐缩小，被抽气体被压缩并从另一边的镰刀形排气口中排出。叶轮每转一周，叶片间容积即改变一次，叶片间的水就像活塞一样反复运动，也就连续不断地抽吸和排出气体。

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。

出现这种情况有可能是：

1、转子卡死的状态下，启动电机，造成电机电流过大而烧毁。真空泵启动前要检查转子转动情况。

2、W3往复式真空泵的吸、排气口两端的口径不一致，吸入的气体不能及时排出去，会增加真空泵的负荷，间接导致电机超负荷工作而烧毁。如果是这种情况，检查排气口有无杂质堵塞并清洁，排气管口径是否与排气口一致。

3、也有可能是用电不慎，例如电机缺相、工作电压不稳定等等。

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