真空泵是如何分類的?
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(lái)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(guò)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。為了方便用戶,將這些真空泵按其工作原理或其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為兩種類型,即氣體傳輸泵和氣體捕集泵,F(xiàn)對(duì)這兩種類型泵進(jìn)行詳細(xì)介紹:
一、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:
1、變?nèi)菡婵毡?nbsp; 變?nèi)菡婵毡檬抢帽们蝗莘e的周期性變化來(lái)完成吸氣和排氣過(guò)程的一種真空泵。氣體在排出前被壓縮。這種泵分為往復(fù)式及旋轉(zhuǎn)式兩種:
(1)往復(fù)真空泵:是利用泵腔內(nèi)活塞做往復(fù)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)旋轉(zhuǎn)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型式:
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。這種泵通常帶有氣鎮(zhèn)裝置,故又稱氣鎮(zhèn)式真空泵。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為如下五種型式。
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),而把泵腔分成兩個(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)拋向泵殼形成泵殼同心的液環(huán),液環(huán)同轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期變化的幾個(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)變真空泵。機(jī)械增壓泵即為這種型式的真空泵。
2、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)子相碰撞而獲得動(dòng)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(pán)或帶葉片的轉(zhuǎn)子,它在定子圓盤(pán)(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)組合起來(lái)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)的壓力降產(chǎn)生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵,適于在粘滯流和過(guò)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蒸氣噴射真空泵:以蒸氣(水、油或汞等蒸氣)作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。 (3)擴(kuò)散泵:以低壓高速蒸氣流(油或汞等蒸氣)作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。氣體分子擴(kuò)散到蒸氣射流中,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
①自凈化擴(kuò)散泵:泵液中易揮發(fā)的雜質(zhì)經(jīng)專門(mén)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,使蒸氣壓強(qiáng)較低的工作液蒸氣進(jìn)入高真空工作的噴嘴,而蒸氣壓強(qiáng)較高的工作液蒸氣進(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型式。
(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。
二、氣體捕集泵
這種泵是一種使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。
1、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(lái)抽氣的一種捕集式真空泵。
2、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。升華泵即屬于這種型式。
3、吸氣劑離子泵
它是使被電離的氣體通過(guò)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。 ⑴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。 ⑵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(lái)的吸氣材料上,以實(shí)現(xiàn)抽氣目的的一種真空泵。
4、低溫泵
利用低溫表面捕集氣體的真空泵
真空泵的性能參數(shù)及使用范圍
真空泵的性能參數(shù)
(1)真空泵的極限壓強(qiáng)
泵的極限壓強(qiáng)單位是Pa,是指泵在入口處裝有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)罩并按規(guī)定條件工作,在不引入氣體正常工作的情況下,趨向穩(wěn)定的zui低壓強(qiáng)。
(2)真空泵的抽氣速率
泵的抽氣速率單位是m3/s或l/s,是指泵裝有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)罩,并按規(guī)定條件工作時(shí),從試驗(yàn)罩流過(guò)的氣體流量與在試驗(yàn)罩位置測(cè)得的平衡壓強(qiáng)之比。簡(jiǎn)稱泵的抽速。
(3)真空泵的抽氣量
真空泵的抽氣量單位是Pa m3/s或Pa l/s。是指泵入口的氣體流量。
(4)真空泵的起動(dòng)壓強(qiáng)
真空泵的起動(dòng)壓強(qiáng)單位為Pa,它是指泵無(wú)損壞起動(dòng)并有抽氣作用時(shí)的壓強(qiáng)。
(5)泵的前級(jí)壓強(qiáng)
真空泵的前級(jí)壓強(qiáng)單位是Pa,它是指排氣壓強(qiáng)低于一個(gè)大氣壓的真空泵的出口壓強(qiáng)。
(6)真空泵的zui大前級(jí)壓強(qiáng)
真空泵口zui大前級(jí)壓強(qiáng)單位是Pa,它是指超過(guò)了能使泵損壞的前級(jí)壓強(qiáng)。
(7)真空泵的zui大工作壓強(qiáng)
真空泵的zui大工作壓強(qiáng)單位是Pa,它是指對(duì)應(yīng)zui大抽氣量的入口壓強(qiáng)。在此壓強(qiáng)下,泵能連續(xù)工作而不惡化或損壞。
(8)壓縮比
壓縮比是指泵對(duì)給定氣體的出口壓強(qiáng)與入口壓強(qiáng)之比。
(9)何氏系數(shù)
泵抽氣通道面積上的實(shí)際抽速與該處按分子瀉流計(jì)算的理論抽速之比。
(10)抽速系數(shù)
泵的實(shí)際抽速與泵入口處按分子瀉流計(jì)算的理論抽速之比。
(11)返流率
泵的返流率單位是g/cm2.s。它是指泵按規(guī)定條件工作時(shí),通過(guò)泵入口單位面積的泵流質(zhì)量流率。
(12)水蒸氣允許量
水蒸氣的允許量單位是kg/h,它是指泵在正常環(huán)境條件下,氣鎮(zhèn)泵在連續(xù)工作時(shí)能抽除的水蒸氣質(zhì)量流量。
(13)zui大允許水蒸氣入口壓強(qiáng)
zui大允許水蒸氣入口壓強(qiáng)單位是Pa 。它是指在正常環(huán)境條件下,氣鎮(zhèn)泵在連續(xù)工作時(shí)所能抽除的水蒸氣的zui高入口壓強(qiáng)。