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水環(huán)式真空泵與旋片式真空泵工作原理分析
發(fā)布時(shí)間：2011/2/16 9:54:38 | 閱讀次數(shù)：1267次
水泵是用各種方法在某一封閉空間中產(chǎn)生、改善和維持真空的裝置。
真空泵可以定義為：利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽
容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。隨著真空應(yīng)用的發(fā)展，真空
泵的種類已發(fā)展了很多種，其抽速?gòu)拿棵肓泓c(diǎn)幾升到每秒幾十萬(wàn)、數(shù)
百萬(wàn)升。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(lái)越寬，大多需要由幾種電動(dòng)隔膜泵組
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，由
于真空應(yīng)用部門所涉及的工作壓力的范圍很寬，因此任何一種類型的
真空泵都不可能完全適用于所有的工作壓力范圍，只能根據(jù)不同的工
作壓力范圍和不同的工作要求，使用不同類型的真空泵。為了使用方
便和各種真空工藝過(guò)程的需要，有時(shí)將各種真空泵按其性能要求組合
起來(lái)，以機(jī)組型式應(yīng)用。
各種真空泵的工作原理
水環(huán)式真空泵/液環(huán)真空泵工作原理
水環(huán)真空泵(簡(jiǎn)稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵，它所能獲得的極限真
空為2000~4000Pa，串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa。水環(huán)泵也可用作
壓縮機(jī)，稱為水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī)，其壓力范圍為
1~2×105Pa表壓力。
水環(huán)泵最初用作自吸水泵，而后逐漸用于石油、化工、機(jī)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(guò)程
中，如真空過(guò)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(yīng)用。由于真空應(yīng)用技術(shù)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(yīng)用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中順時(shí)針?lè)较蛐?
轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個(gè)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?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實(shí)際上葉片在
水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙
形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如
果以葉輪的下部0°為起點(diǎn)，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)小腔的容積由
小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時(shí)氣體被吸入，當(dāng)吸氣終了時(shí)
小腔則與吸氣口隔絕;當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體被
壓縮;當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí)，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(lái)實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣
的，因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?BR>
羅茨泵的工作原理
羅茨泵在泵腔內(nèi)，有二個(gè)“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一
對(duì)平行軸上，由傳動(dòng)比為1的一對(duì)齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)
動(dòng)。在轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間，保持有一定的間隙，可以實(shí)
現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于羅茨泵是一種無(wú)內(nèi)壓縮的真空泵，通常壓縮比很
低，故高、中真空泵需要前級(jí)泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身
結(jié)構(gòu)和制造精度外，還取決于前級(jí)泵的極限真空。為了提高泵的極限
真空度，可將羅茨泵串聯(lián)使用。
羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似。上海正奧泵業(yè)制造有限公司由于
轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v0內(nèi)，
再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內(nèi)氣體
沒(méi)有壓縮和膨脹。但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過(guò)排氣口邊緣，v0空間與排氣側(cè)相通時(shí)，
由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強(qiáng)
突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣體排出泵外。
旋片式真空泵工作原理
旋片式離心泵簡(jiǎn)稱旋片泵)是一種油封式機(jī)械真空泵。其工作壓
強(qiáng)范圍為101325~1.33×10-2(Pa)屬于低真空泵。它可以單獨(dú)使用，
也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級(jí)泵。它已廣泛地應(yīng)用于
冶金、機(jī)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(guò)高的，對(duì)金屬有
腐蝕性的、對(duì)泵油會(huì)起化學(xué)反應(yīng)以及含有顆粒塵埃的氣體。
旋片泵是真空技術(shù)中最基本的真空獲得設(shè)備之一。旋片泵多為中
小型泵。磁力泵有單級(jí)和雙級(jí)兩種。所謂雙級(jí)，就是在結(jié)構(gòu)上將兩個(gè)
單級(jí)泵串聯(lián)起來(lái)。一般多做成雙級(jí)的，以獲得較高的真空度。
旋片真空泵的抽速與入口壓強(qiáng)的關(guān)系規(guī)定如下：在入口壓強(qiáng)為1333Pa、
1.33Pa和1.33×10-1(Pa)下，其抽速值分別不得低于泵的名義抽速
的95%、50%和20%。
