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15分钟全面了解各种真空泵

点击:70 日期:2021-03-10 选择字号:

 东莞马力机电有限公司此文介绍:爪型干式真空泵,水环式真空泵,螺杆型干式真空泵,往复式真空泵,水喷射真空泵,旋片式真空泵,滑阀式真空泵,罗茨真空泵,油扩散真空泵,分子泵,钛升华泵共十一种泵.

  每种真空泵都将简单介绍其工作原理,特点,应用.

  1爪型干式真空泵




  爪型干式真空泵的工作原理

  爪型干式无油真空泵在泵腔内具有若干组相互啮合的爪型转子。转子与转子之间及转子与泵腔之间并不接触,留有微小的间隙,不用任何润滑剂,从而保证了清洁的真空环境。泵的结构采用多级转子窜连的形式,每组转子分别位于不同泵腔做同步反方向运动。泵腔被爪型转子分隔为吸气腔和排气腔两部分。随着转子连续运转,进行循环的吸气排气过程,实现了泵连续抽气的目的。

  上图为台冠转子由0°到360°的抽气过程。在0°位置时(图a),进排气道关闭,吸气腔与排气腔沟通,泵腔内压力均衡相等。当两个转子旋转到50°时(图b),形成负压腔,进气道打开,正压腔压力逐渐提高。工作过程中,此位置是转子正好处于换向泵腔压力平衡的瞬间,转子从该位置再转过一定角度,则转子开始密封分割为吸气腔与压缩排气腔两部分,此时开始做功。此位置进气口打开,随着转子的继续旋转负压腔容积逐渐增大开始吸气,排气腔容积逐渐减小,由于排气口尚未打开,因此气体被压缩,压缩量随排气口上线位置的变化而变化。当转子旋转到155°时,此时负压腔继续进气,排气道打开,开始排气。此位置时泵的吸气做功继续进行,排气口开始打开,被压缩的气体快速排入下一级泵腔。当转子旋转到312°时,进排气口关闭。此位置转子做功以完成一个周期,此时泵腔内压力逐渐恢复均衡状态。(图d)此位置又回到初始位置,随着泵转子的连续旋转,吸气和排气过程循环进行,实现了泵的连续抽气做功,实现了抽真空的目的。转子没转一周,吸气和排气各进行一次。

  爪型干式真空泵的特点

  1) 泵腔内不含油类等任何介质、清洁抽空,对环境无污染;

  2) 真空度高,可达3Pa;

  3) 结构简单,易于操作和维护,运行成本低;

  4) 能在较高压力下长期连续工作,噪声??;

  5) 能抽除腐蚀性气体、有毒气体、易燃易爆气体、放射性气体、含有尘埃 的气体和可凝性气体(例如水蒸气、有机气体等);

  6) 能做气体传输泵使用,压缩比良好,可达10-105;

  7) 转子对悬浮在泵腔内,转子对间,转子与泵腔间不接触,无摩擦,使用 寿命长。

  爪型干式真空泵的应用

  石化行业:

 ?。?)能抽除酸性气体:如四氢呋喃等。(2)能抽除可凝性气体:如酒精、汽油等。(3)能抽除易燃易爆气体:如氧气、氢气、甲烷等。(4)防腐系列能抽除强酸性气体:如氯化氢气体、氟化氢气体、硫酸气体等。

  医药行业:

  结晶、蒸馏、升华、干燥、脱臭、聚合、真空蒸发、负压过滤、单体回收、吸附/脱附、物料输送腐、蚀性介质、环氧乙烷消毒等。

  食品行业:

  升华、干燥、脱水、真空蒸发、真空保鲜、真空包装等。

  科研院所:

  旋蒸、蒸馏、精馏、聚合、负压抽滤、真空干燥、中试装置、风洞试验、真空环境模拟等。

  电子光伏:浸渍、真空镀膜、离子刻蚀、分子束外延等。

  航天航空:钎焊、真空镀膜、电子束焊、风洞试验、空间环境模拟等。

  冶金行业:浸渍、挤出、真空镀膜、离子刻蚀、泥料脱气、钢水脱气、分子束外延等。

  核工业:零泄露爪泵可抽除UF6气体

  其它行业:中央空调、室内真空、污水处理、锂电池制造等。

  2水环式真空泵

  水环式真空泵的工作原理

  水环真空泵(简称水环泵)是一种粗真空泵,它所能获得的极限真空为2000~4000Pa,串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机,称为水环式压缩机,是属于低压的压缩机,其压力范围为1~2×105Pa表压力。

  由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多。

  水环式真空泵工作原理如原理图:叶轮偏心地安装在泵体内,起动时向泵内注入一定高度的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。

  此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的与端面上的吸气口相通,在转动时容积由小变大,压强不断降低,当低于被抽容器的压强时,被抽气体不断被抽进来,当吸气终了时腔体则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,腔与排气口相通,腔体由大变小,使气体不断被压缩,当气体的压强大于排气压强时,气体被排出泵外。水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于变容式真空泵。

  水环式真空泵的基本类型与特点

  水环泵按不同结构可分成如下几种类型:

  (1) 单级单作用水环泵:单级是指只有一个叶轮,单作用是指叶轮每旋转一周,吸气、排气各进行一次。这种泵的极限真空较高,但抽速和效率较低。

  (2) 单级双作用水环泵:单级是指只有一个叶轮,双作用是指叶轮每旋转一周,吸气、排气各进行二次。在相同的抽速条件下,双作用水环泵比单作用水环泵大大减少尺寸和重量。由于工作腔对称分布于泵轮毂两侧,改善了作用在转子上的载荷。此种泵的抽速较大,效率也较高,但极限真空较低。

  (3) 双级水环泵:双级水环泵大多是单作用泵串联而成。实质上是两个单级单作用的水环泵的叶轮共用一根心轴联接而成。它的主要特点是在较高真空度下,仍然具有较大的抽速,而且工作状况稳定。

  (4) 大气水环泵:大气水环泵实际是大气喷射器串联水环泵的机组。水环泵前面串联大气泵是为了提高极限真空,扩大泵的使用范围。

  水环真空泵的优点:

  (1)结构简单,制造精度要求不高,容易加工。操作简单,维修方便

  (2)结构紧凑,泵一般与电动机直联,转数较高。用较小的结构尺寸,可以获得较大的排气量。

  (3)泵腔内没有金属摩擦表面,无须对泵内进行润滑。转动件和固定件之间密封可直接由水封来完成。

  (4)泵腔内压缩气体过程温度变化很小,可认为是等温压缩,故可以抽除易燃、易爆的气体。

  (5)由于没有排气阀及摩擦表面,故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体及气水混合物。

  水环真空泵的缺点

  (1)效率低,一般在30%左右,较好的可达50%。

  (2)真空度低。这不仅是因为受到结构上的限制,更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。

  总的说来,由于水环泵具有等温压缩和用水作封液,可以抽除易燃、易爆及腐蚀性气体,还可以抽除含有灰尘和水分的气体等突出优点,所以得到了广泛的应用。

  水环真空泵的应用

  在电力行业中的应用:冷凝器抽真空、真空吸水、烟气脱硫、飞灰输送、涡轮机密封管排气(公众号:泵管家)、真空排气、排出地热气。

  在石油化工行业中的应用:气体回收、气体回收、燃气升压、强化的石油回收、气体收集、原油稳定化、原油真空蒸馏、排气压缩、蒸汽回收/气体升压、过滤/除腊、尾气回收、聚酯生产、PVC生产、包装、循环气压缩、变压吸附(PSA)、生产、乙炔与氢气等易燃易爆气体压缩、原油减压蒸馏中的塔顶真空系统、真空结晶与干燥、真空过滤、各种物料的真空输送。

  在制行业中的应用:干燥 (托盘、旋转、翻转、锥形和冷冻干燥器)、再生产/反应堆干燥、蒸馏、除气、晶化/汽化、加注和/或材料转移。

  在纸浆和纸张生产中的应用:黑液蒸发、粗浆洗浆机、石灰泥浆和过滤器、沉淀物过滤器、真空脱水机、原料和白水除气系统、调浆箱压缩机、吸水箱、伏辊、吸移辊和传递辊、真空压榨、毛布吸水箱、防吹箱。

  在塑料行业中的应用:挤出机除气、定型台 (剖面)、EPS 发泡、干燥、气动输送装置、氯乙烯气体抽取和压缩。

  在器械中的应用:蒸汽灭菌、呼吸装置、气褥、防护服、牙科仪、中央真空系统。

  在环保行业中的应用:废水处理、沼气压缩、真空加水、废水净化/活性污泥箱氧化、鱼塘通风、垃圾产生气体回收(生物气体)、沼气回收 (生物气体)、废物处理机。

  在食品和饮料行业中的应用:鲑鱼清洁机、矿泉水除气、色拉油及脂肪除臭、茶叶和调味品杀菌、香肠火腿生产、烟草制品湿化、真空蒸发器。

  在包装行业中的应用:给包装袋充气,以充填货物、采用抽气方式带开袋子、运输包装材料和产品、贴附标签及包装带有胶水的物品、采用真空机械手抬高纸板箱,并对其进行组装、真空包装和换气包装(MAP)、PET容器生产、塑料颗粒的干燥、塑料颗粒的输送、挤出机除气、喷射模塑、注塑件的脱膜及处理、注塑件的干燥、瓶体吹塑、等离子处理,以设置隔离层、瓶体气动输送、充填与灌装 、贴标签、包装和制模、回收。

  在木材加工行业中的应用:保持与抓举、木材干燥、木材保存、原木浸渍。

  在海运行业中的应用:冷凝器排气、中央真空抽水、船用低压空气压缩机、涡轮机密封管排气。

  在设施处理中的应用:烘干地板、水路管防腐?;?、中央真空清洁系统。

  在冶金行业中的应用:钢铁除气。

  在制糖工业中的应用:制备CO2、污物过滤、在蒸发器与真空吸盘中的应用。

  3螺杆型干式真空泵

  螺杆型干式真空泵的工作原理

  螺杆泵的工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环,现以其中的一对齿来说明。

  1. 吸气过程

  下图示出螺杆泵的吸气过程,所研究的一对齿用箭头标出。在图中,阳转子按逆时针方向旋转,阴转子按顺时针方向旋转。图中的转子端面是吸气端面。

  图a示出吸气过程即将开始时的转子位置。在这一时刻,这一对齿前端的型线完全啮合,且即将与吸气口连接。随着转子开始转动,由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积,这个齿间容积的扩大,在其内部形成了一定的真空,而此齿间容积又仅与吸气口连通,因此气体便在压差作用下流入其中,如图b中阴影部分所示。在随后的转子旋转过程中,阳转子齿不断从阴转子齿的齿槽中脱离出来,齿间容积不断扩大,并与吸气孔口保持连通。

  吸气过程结束时的转子位置如图c所示,其最显著的特点是齿间容积达到最大值。随着转子的旋转,所研究的齿间容积不会再增加。齿间容积在此位置与吸气孔口断开,吸气过程结束。

  2 压缩过程

  下图示出螺杆泵的压缩过程。图中的转子端面是排气端面。在这里,阳转子沿顺时针方向旋转,阴转子沿逆时针方向旋转。

  图a示出螺杆泵压缩过程即将开始时的转子位置。此时气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中,齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减小。 随着转子的旋转,齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小。被密封在齿间容积中的气体被占据体积也随之减小,导致压力升高,从而实现气体的压缩过程,如图b所示。压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前。如图c所示。

  3 排气过程

  下图示出螺杆泵的排气过程。齿间容积与排气孔口连通后,即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小,具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出

  所示。这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合,如图b所示。此时,齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出,封闭的齿间容积的体积变为零。

  干式螺杆真空泵特征

 ?、倏煽啃愿?。螺杆式干式真空泵零部件少,没有易损件,因此它运转可靠,寿命长。

 ?、诓僮魑し奖?。

 ?、鄱ζ胶庑院?。螺杆式干式真空泵没有不平衡的惯性力,机器可平稳地高速运行。

 ?、苁视π郧?。螺杆式干式真空泵具有强制输气的特点,在宽广的压力范围内能保持较高的抽速,排气量几乎不受排气压力的影响.

 ?、荻嘞嗷焓?。由于螺杆式干式真空泵转子齿面间留有微小间隙,因而可抽除腐蚀性、有毒、含有粉尘、可凝性蒸汽等多种气体。

  螺杆式干式真空泵的应用

  螺杆式干式真空泵广泛应用于电子、核能、化工、医药、食品工业等领域。在半导体工业中用于生产芯片、制造液晶显示器、蚀刻、生产PLASMA的CVD制程。在核工业中用于核反应堆及核工业真空获得;化工上用于真空蒸馏及溶剂萃取高效回收溶剂,在脂肪酸生产中用来消除水污染,清除喷射器中的阻塞物;医药工业中用于回收药液及药物中间体,为人造器官生产提供清洁无菌条件,回收气体消毒剂;食品工业中用于香料、香精浓缩,食品包装等。应用范围极为广泛。具体如下:

  具体应用:干燥处理、真空蒸馏、分子蒸馏、溶剂的回收、油气回收、工厂普通真空、电子、真空镀膜、航空、核工业领域 能够抽除普通空气,易燃易爆气体、腐蚀性气体,尤其能满足对获得清洁真空要求较高的环境。 具体应用:真空镀膜、真空蒸馏、真空干燥、拉单晶、特气制造、离子刻蚀等。

  纺织、冶金等行业 在氨纶、芳纶、纤维、冶金等相关工艺中应用干式真空泵, 具体应用:真空脱泡、VOD真空吹氧脱碳法等。

  一类是以半导体行业为代表,要求真空泵向被抽空间内的返流为零,以?;すぜ馐芪廴?。对半导体行业中应用的真空系统的要求大体分为三个等级。①清洁条件下的抽气,只抽干空气或含少许水蒸汽的空气;②中等条件下的抽气,抽除工艺过程的反应气体,但无固体颗粒物;③恶劣条件下的抽气,抽除化学反应物(有毒甚至致癌)及固体颗粒物。

  另一类是以石化行业为代表,要求真空泵能大量抽除可凝性气体,或腐蚀性气体,或有毒气体,或含有微尘的气体。螺杆式干式真空泵广泛应用于电子、核能、化工、医药、食品工业等领域。在半导体工业中用于生产芯片、制造液晶显示器、蚀刻、生产PLASMA的CVD制程。在核工业中用于核反应堆及核工业真空获得;化工上用于真空蒸馏及溶剂萃取高效回收溶剂,在脂肪酸生产中用来消除水污染,清除喷射器中的阻塞物;医药工业中用于回收药液及药物中间体,为人造器官生产提供清洁无菌条件,回收气体消毒剂;食品工业中用于香料、香精浓缩,食品包装等

  4往复式真空泵

  往复式真空泵的工作原理

  往复式真空泵(又称活塞式真空泵),属于低真空获得设备之一,它的极限压力一般在1330~2660P 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之一。它与旋片式真空泵相比较,它能被制成大抽速的泵;与水环式真空泵相比,效率稍高。这类泵的主要缺点是结构复杂,体积较大,运转时振动较大等

  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。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,如此反复下去,被抽容器内最终达到某一稳定的平衡压力为提高抽气效率,一般在气缸的两端均设有吸气阀和排气阀,然后用管路将气缸两端的吸气口和排气口并联起来。

  往复式真空泵它的抽速范围比较大,从50L/S到600L/S,适用于石油、化工、医药、食品、轻工、冶金、电气等行业中的真空浸渍、钢水真空处理、真空蒸馏、真空蒸发、真空浓缩、真空结晶、真空干燥、真空过滤及混凝土的真空作业等方面的抽除气体。往复式真空泵不适用于抽除含氧过高的、有爆炸性的、对金属有腐蚀性的、以及含有颗粒尘埃的气体,也不适用于把气体从一个容器输送到另一个容器,作输送泵用。往复式真空泵适用于抽送不含固体颗粒、无腐蚀性的气体,这种真空泵的抽气速率较大,真空度较高。故在化工厂中广泛应用。但其结构复杂,维修量大。

  往复式真空泵,是获得粗真空的主要设备之一,它用于从密闭容器中或反应锅中抽除真空或其它气体,它不适用于抽除腐蚀性的气体或者带有硬颗?;曳鄣钠?。

  往复式真空泵的结构组成:

  1、往复式真空泵机械传动部分和气体流通部分?;荡糠终鼋峁乖霸谝桓龇獗盏幕迥?,曲轴被支承在机体两旁的圆锥滚子轴承中。

  2、往复式真空泵曲轴一端装有一个大带轮,以驱动传动部分。连杆把曲轴的轴颈和十字头连接起来?;钊说囊欢诵胧滞返穆菘字?,另一端装在活塞的锥孔并以螺母固定之。

  3、往复式真空泵电动机和装在轴上的小带轮通过三角胶带带动曲轴旋转,这样通过连杆和十字头的作用,使活塞在气缸中作往复运动。

  4、往复式真空泵连杆曲轴机构在机体内运动时,使油池中的润滑油飞溅以润滑轴承、曲轴颈、十字头和滑道等磨擦表面。为了便于检查和维修传动机构,机体两侧和后面装有可拆卸的门盖,在后盖上装有油窗以批示机体内油池的油面高度

  往复式真空泵的应用

  w型往复式真空泵已被广泛应用于各种工业部门,例如化工或食品工业中的真空蒸馏、蒸发、结晶、干燥和过滤,真空冶金工业中的除气,电气工业上的浸渗等。不适用于抽除含氧过高的、有爆炸性的、对金属有腐蚀性的、与泵油会起化学反应的以及含有颗粒尘埃的气体,也不适用于把气体从一个容器输送到另一个容器,作输送泵用。所以化工、制药行业选型要谨慎。

  往复式真空泵选型须知:

  往复式真空泵产品名称与型号,往复式真空泵管道口径,往复式真空泵使用扬程(m),往复式真空泵电机功率(KW),往复式真空泵电机转速(r/min),往复式真空泵电压〔V〕,往复式真空泵使用的吸程(m),往复式真空泵使用的介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性。

  5喷射真空泵

  蒸汽喷射真空泵有一定压强的工作,蒸汽通过拉瓦尔喷咀,减压增速(蒸汽的势能转变为动能)以超音速喷入混合室,与被抽介质混合,进行能量交换,混合后的气体进入扩压器,减速增压(动通转化为压强能),为了减少后级泵的抽气负荷,配置冷凝器,通过有一定温差的两种介质对流,进行热交换,达到冷凝高温介质目的,排到大气压。

  喷射真空泵的内部构件主要有拉瓦尔喷嘴和扩压器组成,单级蒸汽喷射泵的结构如图1所示,其它各级的结构形式与此基本相同。

  其工作过程可分为三个阶段:绝热膨胀阶段、混合阶段、压缩阶段。

  在绝热膨胀阶段,工作蒸汽通过缩放喷嘴后,压力能转化为速度能,以极高的速度进入扩压器,同时工作蒸汽的压力在喷嘴出口处下降,形成真空把被抽气体吸入;

  混合阶段,被抽气体进入扩压器,在扩压器中,蒸汽与被抽气体发生碰撞、混合,进行能量交换,到扩压器喉部完成混合,两种气体达到同一速度;

  压缩阶段,经过扩压器喉部后,混合气速度降低,压力进一步上升,在扩压器出口达到大气压力或后一级喷射器的入口压力,把被抽气体排出

  水喷射真空泵结构优点

  水喷射真空泵由器体、器盖、喷咀、喷咀座板、导向盘、扩压管及单向阀等部件组成,喷咀用不锈钢制造,喷咀座板由优质钢加工,其余零件则系铸铁铸造,喷咀 采用多喷咀的结构形式,以便得到较大的水-汽接触面积,有利于热交换的进行,获得较好的真空效果。喷咀座板加工精密,精度较高,以便喷射水流准确地聚集在同一的焦点。导向盘用于减慢蒸汽(或空气)的流速,使蒸气均匀地导入器室以免喷射水流偏斜,降低抽射效能。水喷射真空泵整个装置结构紧凑精密,强度亦较高,用于真空蒸发系统中,由于能把冷凝器的冷凝作用与与真空泵的抽气作用合并在一个设备中同时 大大地简化了工艺流程,比之原来用真空泵与旧式冷凝器的装置,可以节省去真空 空泵、冷凝器、分水器等设备,并且还有下列优点:

  (1)水力喷射体积小、重量轻、结构紧凑。而效能又比较高,耗电量低于真空系统,投资省。

  (2)操作简单维修方便,不用专职人员看管

  喷射式泵的种类

  喷射式泵属于流体作用泵,是利用流体流动时能量转化以达到输送流的装置。喷射泵的工作流体可以是水蒸气、空气、水和油等。喷射式真空泵又称为射流真空泵,是利用喷嘴的高速射流来抽除容器中的气体来获得真空的,在化工生产上主要用作真空泵,在蒸发和蒸馏过程中广泛使用(公众号:泵管家)。

  喷射式泵的工作流体可以是蒸汽,也可以是水,还可以是其他液体或气体。工作蒸汽在高压下经喷嘴以很高的速度喷出,在喷射过程中,蒸汽的静压能转变为动能,因而在吸入口处造成了一个低压区,将所输送的流体吸人。吸入的流体与蒸汽混合后进入扩大管,流速逐渐降低,压强随之升高,并从压出口排出。

  1.水蒸气喷射泵

  水蒸气喷射泵的工作介质为水蒸气,它是能直接对大气排气的一种射流真空泵。如图11 15所示,其工作过程分为3个阶段:一是绝热膨胀阶段,即工作蒸汽通过喷嘴绝热膨胀的过程,工作蒸汽将其压力能转化为速度能,并以很高的速度喷射出;二是混合阶段,即工作蒸汽与被抽气体进行混合并使两股气流进行能量交换的过程,被抽气流的速度得到增加,而工作蒸汽将携带着被抽气体进到扩压器中;三是压缩阶段,工作蒸汽与被抽气体一边继续进行能量交换.一边逐渐被压缩,使动能又转化为位能,当到达扩压器的喉部完成混合阶段并使两种气流达到同一速度,此后再经过扩散,使速度降低和压力进一步扩大,然后将被抽气体排出喷射器,从而完成蒸汽喷射泵的工作过程

  2.空气喷射泵

  空气喷射泵与水蒸气喷射泵的工作原理相类似,但其工作介质则为压缩空气或常压空气。根据工作介质是高压空气还是常压空气,可将其分为一般空气喷射泵和大气喷射泵。

  一般空气喷射泵因工作介质的耗量很大,故必须配备容量大的空气压缩机;一般空气喷射泵.大多数是以单级使用的。

  大气喷射泵通常以一级或二至三级串联工作,并常安装在水环真空泵的进VI而组成高真空机组,以提高水环真空泵的极限真空度和扩大工作压力范围。

  3.水喷射真空泵

  当真空度要求不太高时,可采用一定压力的水作为工作介质的水喷射真空泵。水喷射的速度,通常为15~30m/s左右。它虽属于粗真空装置.但其具有产生真空和冷凝蒸汽的双重作用,所以得到广泛应用。水喷射真空泵的工作原理与蒸汽喷射泵相类似,其效率通常在30%以下。

  喷射泵的应用

  喷射式真空泵结构简单,制造容易,没有运动部件,不易发生故障,维修工作量小。能输高温的、腐蚀性的以及含有固体颗粒的流体。但其效率较低,一般在25%~30%左右。在石油化工生产中,喷射泵不仅用来代替机械式真空泵,而且还广泛用于混合器、冷却器、吸收器等。

  喷射泵是被广泛应用于输送,压缩混合气体和蒸汽、液体和固体的设备,气体或液体常被作为动力介质。喷射泵用于产生真空是另一个非常重要的应用。

  喷射泵适用于高温、高压、高真空领域,如真空蒸发、真空干燥、真空制冷、真空蒸馏,还可提升液、碱或含有磨料的悬浮液,也适用于强辐射的特殊环境。

  喷射泵在产生真空方面的应用:

  1、因为喷射泵的多样性,其已被广泛应用于各个领域,例如,化学反应器、排气系统、水处理设备、混合槽、储存槽、废水处理设备、加热系统、加热供气系统、电厂、游泳池、鲑厂的供水等。以及不同工业领域中真空的形成。

  2、用水蒸汽作为动力介质的喷射泵形成真空是一个重要应用领域。其输送的高速喷射相当于声速的几倍,因此喷射泵也能够轻而易举地在真空中处理大容量的物质。

  3、因为单级喷射泵只能克服极其有限的压缩比,当抽吸压力低时,几个喷射泵必须串联安装。多级水蒸汽喷射真空泵的抽吸压力可以达到低至0.01mbar。为了冷凝大部分的动力水蒸汽并使下一级的抽吸量减少到最小,一般在两个喷射泵中间安置一个冷凝器。根据应用场合,采用直接接触冷凝器或表面冷凝器。

  4、在喷射泵中主要以水蒸汽作为动力介质。在绝大部分工业中,水蒸汽作为基本的能量被大量地生产,因此非常容易获得。在动力水蒸汽的冷凝过程中,或多或少会产生废水。虽然量很小,而且即使把废水的排放费用考虑进去,水蒸汽喷射泵仍是最经济的真空泵,但对真空喷射泵来说总是有一定的负面影响。

  5、因此作为一种选择,产品蒸汽被愈来愈多地应用于喷射泵的操作。例如,溶剂蒸汽、氯苯、甲苯、丁二醇、乙烯、乙二醇、呋喃。

  6、在这种情况下,动力蒸汽冷凝后再次蒸发被利用作为动力介质。由于有机蒸汽的蒸发温度低,在大多数情况下,这种操作方式比采用水蒸汽运行更有利于节省能源。

  7、采用产品蒸汽作为动力介质的喷射泵的另一重要操作范围是在工艺物料中不允许混入水。为了获得最佳的效率,采用产品蒸汽作为动力介质的喷射泵仍需详细的研究。

  8、喷射泵的优点:就结构和功能而言,这种喷射泵同采用水蒸汽作为动力介质的真空喷射泵并无大的差别,而且有着相同的优点:结构简单;操作安全可靠,无需保养;使用寿命长,耐磨损;适当选材可具耐腐蚀性;所有材料均可制造。另外,由于冷凝液循环使用,无排放污染。

  喷射真空泵应用于各种工业领域,如下是几个重要的应用领域。

  1、在化工方面GEA喷射泵公司已经开发了组合泵,并已普遍应用。这种泵的显着特点是外形紧凑及双设计构造。两个平行的泵既能相互独立交替操作,也能?同时操作,因此就可能在不停车的情况下进行维修。

  2、在化学工业中,如果不锈钢不能满足耐腐要求,可使用陶瓷/石墨的真空喷射泵来脱除腐蚀性气体和水蒸汽。喷射泵用陶瓷制成,表面冷凝器由石墨制成。?表面冷凝器由一紧凑的冷凝器组合而成。这种结构有着尺寸小,所需空间少及现场组装简单的优点。

  3、在炼油厂,水蒸汽真空喷射泵同液环泵组合用于炼油厂的减压精馏塔系统。这两种泵的组合保持很低的蒸汽、水和电的消耗。由于能输送所产生的大量气体?(在104~106m3/h范围内),GEA喷射泵公司的水蒸汽真空喷射泵对此用途是非常合适的。同时,运行安全可靠,并不易发生故障。

  4、同样,涉及大体积流的情况是在炼钢脱气的真空产生中。为了生产一定品质的钢,一些生钢的处理过程需在真空下进行。这种真空泵必须有两个作用。一是?迅速抽空操作容器,以达到所需的压力。这意味着真空喷射泵的初始揣吸量必须很大(几千kg/h)。二是保持低压的同时脱除大量惰性气体(大约相当于0.6mbar下,几百kg/h)。

  5、另外,真空喷射泵还用以可食用油脱臭、化学合成物的聚合物的生产、海水脱盐、油脱水、食品、饮料和烟草的调理、纺纱浴的抽吸及其它许多应用领域。

  6旋片式真空泵

  工作原理:

  旋片泵的旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分,当转子按箭头方向旋转时,与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的,正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的,正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的,正处于压缩过程。

  由于空间A的容积是逐渐增大(即膨胀),气体压强降低,泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强,因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时,即转至空间B的位置,气体开始被压缩,容积逐渐缩小,最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时,排气阀被压缩气体推开,气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转,达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级(低真空级),由低真空级抽走,再经低真空级压缩后排至大气中,即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担,因而提高了极限真空度。

  旋片式真空泵的特点及适用范围:

  特点:

  真空泵吸气口安装有金属丝网的粗过滤器。能防止固体的外来尘粒吸入泵腔。油分离器内安装有高效油气分离效果的排气过渡器。停泵时,内置于吸气口的吸气阀使泵与被抽系统隔离,防止油返入被抽系统。泵由空气冷却。XD旋片真空泵所有的泵均由直联的电动机通过弹性联轴器驱动。

  适用范围:

  1.真空泵适用于密闭系统的抽真空使用。如真空包装、真空成形、真空吸引。

  2.入口压力范围:100Pa—100000 Pa,超出此范围工作真空泵排气口将有油雾产生。XD型旋片式真空泵工作环境温度和吸入气体温度应在5℃~40℃之间。

  3.真空泵不能抽除水或其它液体。不能抽除易爆、易燃、含氧量过高的、腐蚀性的气体。

  4.一般供应的电动机不防爆,如要求防爆或其它特殊要求时电动机必须符合相关的标准。

  旋片式真空泵的应用:

  其工作压强范围为101325-1.33×10-2(Pa)属于低真空泵。它可以单独使用,也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。 旋片式真空泵是抽除气体的基本设备之一,它可单独使用,也可与增压泵、扩散泵、分子泵等超高泵连接在一起作为前级泵使用。

  1、旋片式真空泵是用以抽除特定密封容器内的气体,使该容器获得一定真空的基本设备,由于现代科学技术的高度发展,旋片真空泵的应用遍及各个科学领域和各种企业事业单位,可供冶金、化工、轻工、石油、医疗、制药、印染、电器、电真空、半导体、食品、原子能、纺织等科研机关、大专院校、工矿企业作科研和生产与教学之用。并广泛在榨油机上使用。

  2、由于旋片真空泵是用黑色金属制造,而且比较精密,整个泵的工作都是联系在一起的,所以旋片真空泵不适用于抽除含氧过高的、有毒的、有爆炸性的浸蚀黑色金属的和对真空油起化学作用的各种气体,也不可做为压缩机和输送泵使用。如有气镇装置的泵,可抽除一定地的可凝汽体。

  性能特点

  旋片真空泵是由旋片分隔的泵腔工作室容积周期性变化以实现抽气的真空泵,当采用工作液来进行润滑并填充泵腔死隙,分隔排气阀和大气时,即为通常所称的迅达真空泵的旋片真空泵,在性能上有如下特点

  1.体积小、重量轻、噪音低;

  2.设有气镇阀,可抽除少量水蒸气;

  3.极限真空度高;

  4.内装强制进油,润滑充分,性能可靠;

  5.设有自动防返油双重保险装置;

  6.保持进气压强为1.33×10Pa时仍可连续运转;

  7.不漏油、不喷油、不污染工作环境,排气装置有专配油雾收集器;

  8.可以配备小口径转换接头和国际标准的KF接口。

  旋片式真空泵的使用特点

  抽气速率: 4~100L/S (升/秒)

  极限压强: ≤6*10-2Pa (帕)

  极限真空: ≤1.3Pa (帕)

  气体类型: 常温无其它混合物的清洁干燥空气,不许有含其它粉尘及水分的空气。

  工作要求: 进口压强在大于6500Pa时连续工作时间,不得超过3分钟以免喷油引起泵损。

  工作要求: 进口压强在小于1330pa的条件下,允许长时期连续工作。

  环境温度: 真空泵一般在不低于5℃的室温及不高于90%的相对温度的环境内使用。

  7. 滑阀式真空泵

  工作原理:

  滑阀式油封机械泵(简称滑阀泵)同旋片泵一样,也是一种变容式气体传输泵。其和范围和使用条件与旋片泵基本相同。

  这种泵亦分单级泵和双级泵两种,有立式和卧式两种结构形式。

  这种泵主要由泵体及在缸内作偏心转动的滑阀所组成。在泵缸中,装有滑阀环(4),其内装有偏心轮(3)。偏心轮固定在轴(2)上,轴与泵缸中心线相重合。在滑阀环上装有长方形的滑阀杆(5),它能在半圆形滑阀导轨(7)中上下滑动及左右摆动,因此泵缸被滑阀环和滑阀杆分隔为A,B两室,泵在运转过程中,由于A, B两室容积周期性地改变(极小与极大之间),从而达到抽气的目的。双级型的滑阀泵,实际上是由两个单级泵串联起来的,它的高、低真空室在同一泵体内,有的是直接铸造成一个整体,有的是压入中隔板来把泵腔分为高、低两室。但二者的前后两室均不直接有孔相通,而是高真空室把容器中的气体吸入经膨胀压缩后排到泵腔上部空腔,再由低真空室吸入经膨胀压缩过程排出泵外。

  滑阀泵由于其结构特点,容量比旋片泵大得多,因此常常被用在大型真空设备上?;П糜械ゼ逗退读街中褪?。单级泵的极限压力对小泵≤0.6Pa,对大泵≤1.3Pa(均关气镇),双级泵的极限压力≤0.06Pa(关气镇)。抽速大于150L/s的滑阀泵多采用单级型式。

  由于滑阀泵的旋转质量有较大的偏心,如果滑很好的质量平衡,在运转时会产生较大的振动。但泵旋转质心的运动轨迹是形状复杂的封闭曲线,因此很难实现对滑阀泵惯性力的完全平衡。做好滑阀的质量平衡,减少泵的振动一直是滑阀泵需要解决的一个重要课题。

  滑阀式真空泵的结构特点

  滑阀式真空泵是工业领域常用的一种油封式真空泵。区别于其他油封式真空泵,它最大的特点是通过滑阀式转子在泵浦内做机械运动,改变腔体容积来达到特定的抽气母的。因此滑阀式真空泵也是一种容积式泵浦。与其他油封式真空泵一样也可以抽取一般性气体或含有少量可凝性气体,在不同领域的真空应用也较为广泛。

  与一般旋片式真空泵一样,滑阀式真空泵也有单级与双极之分,当然根据它的结构特征还有立式和卧式两种不同的结构形式。单级滑阀式真空泵极限真空值一般可以抽到0.4^-1.3Pa,双级滑阀式真空泵的极限压力可以抽到6 X 10-2 ---10-'Pa的范围内。在实际工业应用中,超过一般抽速超出150L/S的工艺要求的,通常采用单级式滑阀真空泵。

  由于结构上的特点,使得这种泵具有能够长期在较高压强和较差的抽气条件下工作、使用寿命长等优点,在各个领域(例如真空冶炼、真空干燥、真空镀膜、真空浸溃等其他真空作业领域)都得到了广泛的应用。由于滑阀泵耐用、可靠,能在恶劣的抽气环境下工作,因此它可以单.独使用,也可作为其他真空泵的前级泵。

  滑阀泵有单级H型、双级2H型:滑阀式真空泵适用于抽吸空气及其他一般性气体,当使用气镇时,亦能抽吸含有掌上少量的可凝性气体(如水蒸汽)。当抽吸含氧过高的、有爆炸性的、对黑色金属有腐蚀性的、对真空油起化学反应的气体时,应该附加装置。本型泵可单独使用,也可作为扩散泵、油增压泵、罗茨泵等高真空泵的前级泵,相对于旋片式真空泵,H型滑阀泵比较耐用,使用寿命长。该泵在真空镀膜、真空热处理、真空烧结、分子蒸馏、航空模拟试验使用较多。

  滑阀真空泵有以下特点:

  1)经过优化设计配重,振动少,噪声低。

  2)轴承密封室单独供油,与泵腔隔开,避免了杂质进入轴承、密封过早损坏。

  3)根据用户要求,可附带副油箱,达到冷却真空油分离杂质的作用。

  4)除老式H-150外,电机均置于泵的上方,结构紧凑,占地面积少

  滑阀真空泵的应用范围

  广泛应用在航天、航空、原子、石油、化工、制药、电工、陶瓷、冶炼、新材料、真空热处理、真空镀膜等行业。 滑阀真空机组具有显著的节能效果,真空度高,高真空区间抽气量大,可广泛应用于电力工业的变压器、电线电缆、电容器的真空浸渍、真空干燥工艺中。是真空镀膜、真空冶炼、真空热处理、真空滤油、冷冻干燥;航空模拟试验较理想的真空设备。如抽吸含有少量水蒸汽或少量粉尘的气体,应加装过滤装置。

  滑阀真空泵的应用要点:

  滑阀泵虽然是一种老泵,但与旋片泵等比较,它具有允许工作压力高'(104Pa)、抽气量大、能在较恶劣环境下连续工作,经久耐用等突出优点,所以在真空冶炼、真空干燥、真空浸渍、真空蒸馏等行业得到广泛的应用随着真空应用范围越来越广泛,在真空干燥、真空浸渍、真空脱水、真空冶炼等行业用滑阀泵抽除气体都含有大量水蒸汽。如果在真空泵中不能及时排除,就会污染真空泵油,造成真空泵抽气性能降低。尽管在泵上设置了气镇阀,认可降低泵的极限真空,用气镇方法抽除可凝性气体,但对于真空干燥、脱水、炼泥等水蒸汽含量高的抽气过程来说,用气镇方法并不理想,一般有以下方法可试用:

  a滑阀泵与冷凝器配套使用。目前国内多数厂家采用这一方案。原理是将冷凝器串接在泵与被抽容器之间,把真空工艺设备中的大量水蒸汽用冷凝器捕捉成水,从而减少水蒸汽进入真空泵中的数量、降低泵油污染程度。如果适当调节冷凝器出口阀门流量和充分发挥真空泵上的气镇阀作用,可以取得较好的抽气效果。

  b变滑阀泵为热泵。根据水的物理特性及相图原理,可将滑阀式真空泵改成热泵。这样.可在较高泵腔温度条件下,抽除大量可凝性水蒸汽。其工作原理如下:用一套自动温度调节控制器,通过自动控制泵的冷却水流量来达到控制泵腔温度的目的。使得在抽气过程中,泵腔的温度始终控制在高于水的饱和蒸汽压温度,促使被抽气体中的大量水蒸汽能顺利排出。

  为避免出现由于泵腔内温度较高,泵长期工作可能会出现的泵油变稀、真空度下降、运转零部件卡死等现象,在设计中可采用耐高温的泵油如(N-62或N-68)和耐高温轴承.加大运转零部件的间隙等

  8罗茨真空泵

  工作原理:

  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。由于罗茨泵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。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。

  罗茨泵的特征是:

  启动快,耗功少,运转?;し延玫?,抽速大、效力高,对被抽气体中所含的大批水蒸汽和灰尘不敏感,在100~1帕压力规模内有较大抽气速率,能敏捷消除忽然放出的气体。这个压力规模恰益处于油封式机械真空泵与分散泵之间。因而,它常被串联在分散泵与油封式机械真空泵之间,用来进步两头压力规模的抽气量。这时它又称为机械增压泵。

 ?。?)在较宽的压力规模内有较大的抽速;

 ?。?)转子具备良好的几何对称性,故振动小,运转颠簸。转子间及转子和壳体间均有间隙,不必光滑,摩擦丧失小,可大大下降驱动功率,从而可完成较高转速;

 ?。?)泵腔内无需用油密封和光滑,可增加油蒸气对真空体系的净化;


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