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真空泵系列知識(shí)匯總
常用真空泵包括干式螺桿真空泵、水環(huán)泵、往復(fù)泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵等，這些泵是我國國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用真空工藝過程中必不可少的主力泵種。近年來，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，真空泵相關(guān)下游應(yīng)用行業(yè)保持快速增長勢頭，同時(shí)在真空泵應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展等因素的共同拉動(dòng)下，我國真空泵行業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定地快速的發(fā)展。
按真空泵的工作原理
按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類型，即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。隨著真空應(yīng)用技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對(duì)其應(yīng)用壓強(qiáng)范圍的要求越來越寬，大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿足生產(chǎn)和科學(xué)研究過程的要求，因此選用不同類型真空泵組成的真空抽氣機(jī)組進(jìn)行抽氣的情況較多。為了方便起見，將這些泵按其工作原理或其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行一些具體的詳細(xì)的分類是必要的。
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真 空 泵 |
按 工 作 原 理 分 |
氣體 輸送 泵 |
變?nèi)菡婵毡?/span> |
往復(fù)式 |
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旋片式 |
油封式 |
旋片式 |
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滑閥式 |
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定片式 |
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余擺線式 |
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多室旋片式 |
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干式螺桿 |
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液環(huán)式 |
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羅茨真空泵 |
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動(dòng)量傳輸泵 |
分子真空泵 |
牽引分子泵 |
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渦輪分子泵 |
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復(fù)合分子泵 |
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噴射真空泵 |
液體噴射真空泵 |
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氣體噴射真空泵 |
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蒸汽噴射真空泵 |
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擴(kuò)散泵 |
自凈化擴(kuò)散泵 |
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擴(kuò)散噴射泵 |
分餾式擴(kuò)散泵 |
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離子傳輸泵 |
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氣體 捕基 泵 |
吸附泵 |
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吸氣劑泵 |
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吸氣劑離子泵 |
蒸發(fā)離子泵 |
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濺射離子泵 |
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低溫泵 |
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現(xiàn)分述如下：
1.氣體傳輸泵
氣體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出，借以達(dá)到抽氣目的的真空泵，這種泵基本上有兩種類型：
變?nèi)菡婵毡?/strong>
利用泵腔容積的周期性變化來完成吸氣和排氣過程的一種真空泵，氣體在排出前被壓縮。這種泵分為往復(fù)式及旋片式兩種：
（1） 往復(fù)式真空泵：是利用泵腔內(nèi)活塞做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，將氣體吸入、壓縮并排出。因此，又稱為活塞式真空泵。
（2） 旋片式真空泵：是利用泵腔內(nèi)活塞做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將氣體吸入、壓縮并排出。旋轉(zhuǎn)真空泵又有如下幾種形式：
① 油封式真空泵：它是利用油類密封各運(yùn)動(dòng)部件之間的間隙，減少有害空間的一種旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡谩＿@種泵通常帶有氣鎮(zhèn)裝置，故又稱氣鎮(zhèn)式真空泵。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為如下五種形式。
a.旋片式真空泵：轉(zhuǎn)子以一定的偏心距裝在泵殼內(nèi)并與泵殼內(nèi)表面的固定面靠近，在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有兩個(gè)（或兩個(gè)以上）旋片，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)旋片能沿其徑向槽往復(fù)滑動(dòng)且與泵殼內(nèi)壁始終接觸，此旋片隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，可將泵腔分成幾個(gè)可變?nèi)莘e。
b.滑閥式真空泵：在偏心轉(zhuǎn)子外部裝有一個(gè)滑閥，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑閥沿泵殼內(nèi)壁滑動(dòng)和滾動(dòng)，滑閥上部的滑閥桿能在可擺動(dòng)的滑閥導(dǎo)軌中滑動(dòng)，而泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。
c.定片式真空泵：在泵殼內(nèi)裝有一個(gè)與泵內(nèi)表面靠近的偏心轉(zhuǎn)子，泵殼上裝有一個(gè)始終與轉(zhuǎn)子表面接觸的徑向滑片，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑片能上下滑動(dòng)將泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。
d.余擺線式真空泵：在泵腔內(nèi)偏心裝有一個(gè)型線為余擺線的轉(zhuǎn)子，它沿泵腔內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)并將泵腔分成兩個(gè)可變?nèi)莘e。
e.多室旋片式真空泵：在一個(gè)泵殼內(nèi)并聯(lián)裝有由同一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)獨(dú)立工作室的旋片真空泵。
②干式螺桿真空泵：它是一種不用油類（或液體）密封的變?nèi)菡婵毡谩?/span>
③液環(huán)式真空泵：帶有多葉片的轉(zhuǎn)子偏心裝在泵殼內(nèi)，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí)，把液體（通常為水或油）拋向泵殼內(nèi)形成泵殼同心的環(huán)液，環(huán)液同轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期性變化的幾個(gè)小容積，故亦稱旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡谩?/span>
④羅茨真空泵：泵內(nèi)裝有兩個(gè)相反方向同步旋轉(zhuǎn)的雙葉形或多葉形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子同泵殼內(nèi)壁之間均保持一定的間隙。它屬于旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡?。機(jī)械增壓泵即為這種形式的真空泵。
動(dòng)量傳輸泵
這種泵是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉片或高速射流，把動(dòng)量傳輸給氣體或氣體分子，使氣體連續(xù)不斷地從泵的入口傳輸?shù)匠隹?。具體可分為下述幾種類型。
（1） 分子真空泵：它是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子把能量傳輸給氣體分子，使之壓縮、排氣的一種真空泵。它有如下幾種型式：① 牽引分子泵：氣體分子與高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子相碰撞而獲得力量，被送到出口，因此，是一種動(dòng)量傳輸泵。
②渦輪分子泵：泵內(nèi)裝有帶槽的圓盤或帶葉片的轉(zhuǎn)子，它在定子圓盤（或定片）間旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子圓周的線速度很高。這種泵通常在分子流狀態(tài)下工作。
③ 復(fù)合分子泵：它是由渦輪式和牽引式兩種分子泵串聯(lián)起來的一種復(fù)合式分子真空泵。
（2） 噴射真空泵：它是利用文丘里（VENTURI）效應(yīng)的壓力降生產(chǎn)的高速射流把氣體輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵，適于在粘滯留和過渡流狀態(tài)下工作。這種泵又可詳細(xì)地分成以下幾種：
① 液體噴射真空泵：以液體（通常為水）為工作介質(zhì)的噴射真空泵。
② 氣體噴射真空泵：以非可凝性氣體作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。
③ 蒸汽噴射真空泵：以蒸汽（水、油或汞蒸汽）作為工作介質(zhì)的餓噴射真空泵（3） 擴(kuò)散泵：以低壓高速蒸汽流（油或汞等蒸汽）作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。氣體分子擴(kuò)散到蒸汽射流中，被送到出口。在射流中氣體分子密度始終是很低的，這種泵適于在分子流狀態(tài)下工作?？煞譃椋?/span>
① 自凈化擴(kuò)散泵：泵液中易揮發(fā)的雜質(zhì)經(jīng)專門的機(jī)械輸送到出口而不回到鍋爐中的一種油擴(kuò)散泵
② 分餾式擴(kuò)散泵：這種泵具有分餾裝置，使蒸汽壓強(qiáng)較低的工作液蒸汽進(jìn)入高真空工作的噴嘴，而蒸汽壓強(qiáng)較高的工作液蒸汽進(jìn)入低真空工作的噴嘴，它是一種多級(jí)油擴(kuò)散泵。
（4） 擴(kuò)散噴射泵：它是一種有擴(kuò)散泵特性的單級(jí)或多級(jí)噴嘴與具有噴射真空泵特性的單級(jí)或多級(jí)噴嘴串聯(lián)組成的一種動(dòng)量傳輸泵。油增壓泵即屬于這種形式。
（5） 離子傳輸泵：它是將被電離的氣體在電磁場或電場的作用下，輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵。
2.氣體捕集泵
這種泵是一種是氣體分子被吸附或凝結(jié)在泵的內(nèi)表面上，從而減小了容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目而達(dá)到抽氣目的的真空泵，有以下幾種型式。
吸附泵：它主要依靠具有大表面的吸附劑（如多孔物質(zhì)）的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵
吸氣劑泵：它是一種利用吸氣劑以化學(xué)結(jié)合方式捕獲氣體的真空泵。吸氣劑通常是以塊狀或沉積新鮮薄膜形式存在的金屬或合金。升華泵即屬于這種形式。吸氣劑離子泵：它是使被電離的氣體通過電磁場或電場的作用吸附在有吸氣材料的表面上，以達(dá)到抽氣的目的。它有如下幾種型式。
（1）蒸發(fā)離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在以間斷或連續(xù)方式升華（或蒸發(fā)）而覆在泵內(nèi)壁的吸氣材料上，以實(shí)現(xiàn)抽氣的一種真空泵。
（2）濺射離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在由陰極連續(xù)濺射散出來的吸氣材料上，以實(shí)現(xiàn)抽氣目的的一種真空泵。
低溫泵：利用低溫表面捕集氣體的真空泵
按其性能特點(diǎn)及用途分類
按其性能特點(diǎn)及用途分類可以分為：低真空泵、中真空泵、高真空泵、超高真空泵。
1.低真空泵： 極限壓力高于102Pa的真空泵屬于低真空泵。常見的有往復(fù)式真空泵、旋轉(zhuǎn)式真空泵、液環(huán)式真空泵、噴射式真空泵以及吸附式真空泵。
2.中真空泵： 極限壓力在102~10-1Pa的真空泵屬于中真空泵。常見的有羅茨真空泵、多級(jí)噴射式真空泵、多級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)械真空泵以及高速旋轉(zhuǎn)式機(jī)械真空泵等。
3.高真空泵： 極限壓力在10-1~10-5Pa的真空泵屬于高真空泵。常見的有各種擴(kuò)散泵及分子泵等。
4.超高真空泵：極限壓力低于10-5Pa的真空泵屬于超高真空泵。主要用各種離子泵、低溫泵等。
各類真空泵的工作壓力范圍及起動(dòng)壓強(qiáng)
工作壓強(qiáng)范圍（Pa）
起動(dòng)壓強(qiáng)（Pa）
活塞式真空泵
1×105～1.3×102
1×105
旋片式真空泵
1×105～6.7×10-1
1×105
水環(huán)式真空泵
1×105～2.7×103
1×105
羅茨真空泵
1.3×103～1.3
1.3×103
渦輪分子泵
1.3～1.3×10-5
1.3
水蒸氣噴射泵
1×105～1.3×10-1
1×105
油擴(kuò)散泵
1.3×10-2～1.3×10-7
1.3×10
油蒸氣噴射泵
1.3×10～1.3×10-2
1.3×105
分子篩吸附泵
1×105～1.3×10-1
1×105
濺射離子泵
1.3×10-3～1.3×10-9
6.7×10-1
鈦升華泵
1.3×10-2～1.3×10-9
1.3×10-2
鋯鋁吸氣劑泵
1.3×10～1.3×10-11
1.3×10
低溫泵
1.3～1.3×10-11
1.3～1.3×10-1
