真空泵是指利用機械、物理、化學或物理化學的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設備。通俗來講,真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。
一、渦旋式真空泵的基本特點
渦旋式真空泵由渦旋式壓縮機演變而來,機構原理較早由法國人Cruex于1905年發(fā)明,但受限于當時的工藝技術并未應用于實際,直到上世紀80年代前后才應用于真空技術領域。其結構簡單,零部件少;間隙小、泄漏率小,具有較高的壓縮比,在較寬壓力范圍內(nèi)有穩(wěn)定的抽速;并且其壓縮腔內(nèi)容積的變化是連續(xù)的,因而驅(qū)動力矩變化小,功率變化??;振動噪聲小,無需冷卻水與潤滑油,維護簡單,可靠性高。
由于渦旋式真空泵自身型線的特點,一般情況下,渦旋式真空泵泵的抽速不超過1000L/min;抽速大于4L/s的渦旋泵一般采用雙側(cè)渦旋結構,而抽速小于4L/s的則多采用單側(cè)渦旋結構,極限真空在1Pa左右。
二、渦旋式真空泵的工作原理
渦旋真空泵的工作腔是由一對型線共軛的渦旋盤副嚙合安裝組成。渦旋盤就是在盤面開有一個或幾個漸開線螺旋槽的渦旋型盤狀結構體。一個靜渦旋盤與一個動渦旋盤相互交錯組裝在一起,動、靜盤之間由防自轉(zhuǎn)機構保證180°相位差,這樣組成的一對渦旋盤副構成了無油渦旋真空泵的抽氣機構。
靜渦旋盤與動渦旋盤彼此之間在幾條直線(在橫截面上是幾個點)上接觸形成幾對月牙形封閉腔,動渦旋盤在曲軸的驅(qū)動下繞靜渦旋盤的渦旋體中心運動,接觸點沿渦旋曲面移動實現(xiàn)吸氣、壓縮與排氣。
在電機的帶動下,曲軸每轉(zhuǎn)一圈,就有一組新的月牙封閉腔形成,從而實現(xiàn)渦旋真空泵的吸氣、壓縮、排氣循環(huán),對被抽氣體形成包容和強制輸送。
通過動圖我們可以更直觀的了解渦旋式真空泵轉(zhuǎn)子的運行模式。
三、渦旋式真空泵的結構特點
渦旋式真空泵的結構簡單,主要由5個部件組成
?、賱屿o渦旋盤副與基座;②曲軸;③密封件;④防自轉(zhuǎn)機構;⑤電機渦旋真空泵結構
渦旋式真空泵的主要運動件只有動渦旋盤,動力傳遞簡單,相同尺寸下運動半徑小,所以其具備了結構簡單緊湊、運行平穩(wěn),幾乎無磨損,消耗功率小等特點,這是其他類型的干式真空泵所不具備的。
渦旋式真空泵抽速較小,同時也不適宜用于有毒、易燃易爆氣體、腐蝕性氣體及藥品、溶劑、粉狀體等介質(zhì)工況環(huán)境。因此目前渦旋式真空泵較多應用于分析儀器、半導體芯片生產(chǎn)線、液晶顯示器生產(chǎn)線和科研設備上。因其可以直接在大氣壓下啟動,很多時候作為分子泵與小型低溫泵的前級泵出現(xiàn)。
水環(huán)式真空泵(簡稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000-4000帕,串聯(lián)大氣噴射器可達270-670帕。水環(huán)泵也可用作壓縮機,稱為水環(huán)式壓縮機,是屬于低壓的壓縮機,其壓力范圍為1-2X105帕表壓力。
水環(huán)真空泵最初用作自吸水泵,而后逐漸用于石油、化工、機械、礦山、輕工、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環(huán)泵得到廣泛的應用。
由于真空應用技術的飛躍發(fā)展,水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環(huán)泵應用日益增多。
泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時,水被葉輪拋向四周,由于離心力的作用,水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。
水環(huán)的下部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切,水環(huán)的上部內(nèi)表面剛好與葉片頂端(實際上葉片在水環(huán)內(nèi)有定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙空間,而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部零為起點,那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180度時,小腔面積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時,氣體便被排出泵外。
綜上所述,水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?/p>
旋片式真空泵工作原理
旋片式真空泵(簡稱旋片泵)是一種油封式機械真空泵。其工作壓強范圍為101325-1.33X10-2(帕)屬于低于真空泵。它可以單獨使用,也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。它已廣泛地應用于冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等生產(chǎn)和科研部門。
旋片泵可以抽除密封容器中的干燥氣體,若附有氣鎮(zhèn)裝置,還可以抽除一定量的可凝性氣體。但它不適于抽除含氧過高的,對金屬有腐蝕性的、對泵油會起化學反應以及含有顆粒塵埃的氣體。
旋片泵是真空技術中基本的真空獲得設備之一。旋片泵多為中小型泵。旋片泵有單級和雙吸兩種。所謂雙級,就是在結構上將兩個單級泵串聯(lián)起來。一般多做成雙級的,以獲得較高的真空度。
旋片泵抽速與入口壓強的關系規(guī)定如下:在入口壓強為1333帕、1.33帕和1.33X10-1 (帕)下,其抽速值分別不得低于泵的名義抽速的95%、50%和20%。
真空泵的好壞決定于其機械結構和油的質(zhì)量,使用真空泵時必須把它保護好。如果蒸餾揮發(fā)性較大的有機溶劑時,有機溶劑會被油吸收結果增加了蒸氣壓,從而降低了抽空效能,如果是酸性氣體,那就會腐蝕油泵,如果是水蒸氣就會使油成乳濁液而抽壞真空泵。
實驗室真空泵的保養(yǎng)
1.包括數(shù)量多溶劑的事物請首先在烘箱或則干燥箱中去掉除掉大多的溶劑后,再運用真空泵抽真空。
2.水會腐蝕真空泵,所以含水的事物嚴禁運用真空泵抽真空。
3.掃除凈盡調(diào)速器內(nèi)腔、噴真空泵內(nèi)腔的防銹油,參加規(guī)定牌號的潤滑油油。
4.燃油管路里的防銹油也應在運用前掃除凈盡,將燃油接入噴真空泵管路,不停地轉(zhuǎn)動噴真空泵凸滑輪,直到出油閥緊座噴出干凈的燃截止。
5.燃油選用合理。
6.務必運用標號合宜的燃油。
7..運用的燃油務必整潔,不能包括不論什么雜質(zhì)和養(yǎng)分。
8.按準確的順著次序運用抽氣機,以避免倒吸現(xiàn)象發(fā)生。
9.運用完真空烘箱或者高溫干燥箱后,必須做好保潔辦公,擦整潔真空烘箱或者高溫干燥箱的玻璃窗。
10.擦凈外表防銹油。
使用真空泵時必須注意下列幾點:
在蒸餾系統(tǒng)和真空泵之間,必須裝有吸收裝置。
蒸餾前必須用水泵徹底抽去系統(tǒng)中有機溶劑的蒸氣。
如能用水泵抽氣的,則盡量用水泵,如蒸餾物質(zhì)中含有揮發(fā)性物質(zhì),可先用水泵減壓抽降,然后改用油泵。
減壓系統(tǒng)必須保持密不漏氣,所有的橡皮塞的大小和孔道要合適,橡皮管要用真空用的橡皮管。磨口玻璃涂上真空油脂。
空泵吸入的如果是腐蝕性氣體,會與油發(fā)生化學反應,腐蝕泵內(nèi)零件;吸入空氣中往往含有水汽冷凝水,引起真空泵油的乳化并使金屬腐蝕,所以要求具有良好的抗腐蝕和抗乳化性。
主要要求真空泵中不攜帶輕質(zhì)組分,以免影響油品的飽和蒸氣壓。
極限壓力是真空泵油重要的使用性能指標以了解在最低真空極限壓力下真空泵的極限壓力。
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