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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(shì)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(chǎng)或電場(chǎng)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(chǎng)或電場(chǎng)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
