導(dǎo)讀真空泵是指利用機械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝....

真空泵是指利用機械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

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程的需要，有時將各種真空泵按其性能要求組合起來，以機組型式應(yīng)用。

1、真空泵的種類

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，其抽速從每秒零點幾升到每秒幾十萬、數(shù)百萬升。隨著真空技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對其應(yīng)用壓強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。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

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、羅茨泵和擴散泵等，這些泵是我國國民經(jīng)濟各行業(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，同時在真空泵應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展等因素的共同拉動下，我國真空泵行業(yè)實現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定地快速的發(fā)展。

2、真空泵的總體結(jié)構(gòu)式與傳動方式

真空泵的泵體的布置結(jié)構(gòu)決定了泵的總體結(jié)構(gòu)：1)、立式結(jié)構(gòu)：進、排氣口水平設(shè)置，裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高，在高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性差，故這種型式多用于小泵；2)、臥式結(jié)構(gòu)：泵的進氣口在上，排氣口在下。有時為了真空系統(tǒng)管道安裝連接方便，可將排氣口從水平方向接出，即進、排氣方向是相互垂直的。此時，排氣口可以從左或右兩個方向開口，除接排氣管道一端外，另一端堵死或接旁通閥。這種泵結(jié)構(gòu)重心低，高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性好。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)。泵的兩個轉(zhuǎn)子軸與水平面垂直安裝。這種結(jié)構(gòu)裝配間隙容易控制，轉(zhuǎn)子裝配方便，泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便，潤滑機構(gòu)也相對復(fù)雜。

真空泵的傳動方式：真空泵的兩個轉(zhuǎn)子是通過一對高精度齒輪來實現(xiàn)其相對同步運轉(zhuǎn)的。主動軸通過聯(lián)軸器與電機聯(lián)接。在傳動結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種：其一是電動機與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖。從動轉(zhuǎn)子由電動機端齒輪直接傳過去帶動，這樣主動轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小，則兩個轉(zhuǎn)子之間的間隙不會因主動軸的扭轉(zhuǎn)變形大而改變，故使轉(zhuǎn)子之間的間隙在運轉(zhuǎn)過程中均勻。這種傳動方式的最大缺點是：a.主動軸上有三個軸承，增加了泵的加工和裝配難度，齒輪的拆裝及調(diào)整也不便；b.整體結(jié)構(gòu)不勻稱，泵的重心偏向電動機和齒輪箱一側(cè)。

所具有的特點：1)、在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速；2)、轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對稱性，故振動小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙，不用潤滑，摩擦損失小，可大大降低驅(qū)動功率，從而可實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速；3)、泵腔內(nèi)無需用油密封和潤滑，可減少油蒸氣對真空系統(tǒng)的污染；4)、泵腔內(nèi)無壓縮，無排氣閥。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感；5)、壓縮比較低，對氫氣抽氣效果差；6)、轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線柱面，加工和檢查比較困難。

3、真空泵的工作原理

1)、水環(huán)式真空泵工作原理

水環(huán)式真空泵葉片的葉輪偏心地裝在圓柱形泵殼內(nèi)。泵內(nèi)注入一定量的水。葉輪旋轉(zhuǎn)時，將水甩至泵殼形成一個水環(huán)，環(huán)的內(nèi)表面與葉輪輪轂相切。由于泵殼與葉輪不同心，右半輪轂與水環(huán)間的進氣空間4逐漸擴大，從而形成真空，使氣體經(jīng)進氣管進入泵內(nèi)進氣空間。隨后氣體進入左半部，由于轂環(huán)之間容積被逐漸壓縮而增高了壓強，于是氣體經(jīng)排氣空間及排氣管被排至泵外。

2)、旋片式真空泵工作原理

旋片式真空泵（簡稱旋片泵）是一種油封式機械真空泵。其工作壓強范圍為101325~1.33×10-2（pa）屬于低真空泵。它可以單獨使用，也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。它已廣泛地應(yīng)用于冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等生產(chǎn)和科研部門。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

3)、羅茨真空泵工作原理

羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進氣口吸入到轉(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)氣體沒有壓縮和膨脹。但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣，v0空間與排氣側(cè)相通時，由于排氣側(cè)氣體壓強較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，氣體排出泵外。

真空泵的好壞決定于其機械結(jié)構(gòu)和油的質(zhì)量，使用真空泵時必須把它保護好。如果蒸餾揮發(fā)性較大的有機溶劑時，有機溶劑會被油吸收結(jié)果增加了蒸氣壓，從而降低了抽空效能，如果是酸性氣體，那就會腐蝕油泵，如果是水蒸氣就會使油成乳濁液而抽壞真空泵。

4、真空泵的使用選擇

真空泵的抽氣效能可以將泵分為三類：1)、一般水泵，壓強可達到1.333 ~ 100 kPa (10~760mmHg)為"粗"真空；2)油泵，壓強可達0.133 ~ 133.3 Pa (0.001 ~ 1mmHg)為"次高"真空；3)擴散泵，壓強可達0.133Pa以下，(10-3mmHg)為 "高" 真空。

若要較低的壓力，那就要用到油泵了，好的油泵能抽到133.3Pa(1mmHg)以下。在有機化學(xué)實驗室里常用的減壓泵有水泵和真空泵兩種，若不要求很低的壓力時，可用水泵，如果水泵的構(gòu)造好且水壓又高，抽空效率可達1067 ~ 3333 Pa(8~25mmHg)。水泵所能抽到的最低壓力理論上相當(dāng)于當(dāng)時水溫下的水蒸氣壓力。例如，水溫25℃、20℃、10℃時，水蒸氣的壓力分別為3192、2394、1197Pa(8-25mmHg)。用水泵抽氣時，應(yīng)在水泵前裝上安全瓶，以防水壓下降，水流倒吸；停止抽氣前，應(yīng)先放氣，然后關(guān)水泵。

5、真空泵的使用注意事項

使用真空泵時必須注意下列幾點：

真空泵使用注意事項：1)、在蒸餾系統(tǒng)和真空泵之間，必須裝有吸收裝置； 2)、蒸餾前必須用水泵徹底抽去系統(tǒng)中有機溶劑的蒸氣；3)、如能用水泵抽氣的，則盡量用水泵，如蒸餾物質(zhì)中含有揮發(fā)性物質(zhì)，可先用水泵減壓抽降，然后改用油泵；4)、減壓系統(tǒng)必須保持密不漏氣，所有的橡皮塞的大小和孔道要合適，橡皮管要用真空用的橡皮管。磨口玻璃涂上真空油脂。

影響因素包括：

1)、潤滑油：在真空泵中真空泵油不僅作為獲得真空的介質(zhì)，還對機械摩擦點起潤滑、冷卻和密封作用。真空泵腔內(nèi)容積不斷變化而形成排氣作用，要求潤滑油應(yīng)具有合適的粘度和粘溫特性。由于真空泵要求真空度很高，一般使用石蠟基窄餾分潤滑油。如果為擴散真空泵，還可使用蒸氣壓很低的硅油或其他合成油。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

伴隨真空泵不斷向高轉(zhuǎn)速度發(fā)展，滑片和泵體的高速摩擦使油溫升高，油品很容易氧化分解，尤其擴散泵往往處于很高的溫度環(huán)境下工作，使系統(tǒng)內(nèi)蒸氣壓升高，真空度降低，因此，要求真空泵油具有良好的熱氧化穩(wěn)定性。與此同時，真空泵使用過程中可能吸入腐蝕性氣體或者水汽，這就要求真空泵油具有良好的抗腐蝕和抗乳化性。真空泵油要求純度高不攜帶輕質(zhì)組分，以免影響油品飽和蒸汽壓。

2)、電機溫度高：某公司的300MW機組，每臺機組配備2臺機械真空泵，其中1臺運行，1臺備用。真空泵用于機組啟動時抽真空，正常運行時用于抽出凝汽器中未凝結(jié)的氣體。該泵配備電機160kW，轉(zhuǎn)速590r/min，額定電流330A，電壓380V，B級絕緣，正常運行時電流220～230A。每年夏季，電機溫度都會超限，被迫加裝臨時冷卻風(fēng)機，但收效不大。電機長期高溫運行會造成絕緣老化，縮短其使用壽命。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

真空泵電機溫度高的原因：1)、電機功率大，工作電流大，發(fā)熱量大；2)、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低，風(fēng)壓，風(fēng)量小；3)、風(fēng)扇葉片數(shù)較少，產(chǎn)生的風(fēng)量小；4)、電動機附有灰塵、油污，降低了散熱能力；5)、真空泵電機所在母線電壓為380V，由于電纜壓降及負荷分配不均，電機實際所加電壓只有365V，電壓偏低造成運行電流大。

真空泵電機溫度高解決方法：電機功率、轉(zhuǎn)速是和真空泵相匹配的，不能更改。風(fēng)扇安裝于電機主軸上，電機轉(zhuǎn)速決定了風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，也不可更換。增加風(fēng)扇葉片數(shù)量雖能起到一定作用，但葉片數(shù)量增加后，動平衡不容易找，如找正不好，會引起電機振動增加。方法如下：1)、將原風(fēng)扇罩加長40cm，在里面加裝一個與風(fēng)扇罩同直徑軸流風(fēng)機，軸流風(fēng)機電機功率850W，轉(zhuǎn)速1489r/min，電壓380V。原風(fēng)扇繼續(xù)保留。軸流風(fēng)機另設(shè)一路電源控制，軸流風(fēng)機與主電機不設(shè)連鎖。真空泵啟動后及時啟動軸流風(fēng)機運行，真空泵停運后30min停運軸流風(fēng)機，以使主電機得到充分冷卻；2)定期清除電機上灰塵，保持電機散熱片清潔，增加其散熱能力；3)將真空泵所在母線電壓調(diào)整為400V。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

真空泵電機溫度高解決效果：1)、由于軸流風(fēng)機轉(zhuǎn)速高，風(fēng)壓風(fēng)量大，冷卻效果大大增強，在相同的環(huán)境溫度、負荷電流下，主電機溫度下降了12℃。夏季主電機溫度未再超限；2)、軸流風(fēng)機可人為控制，主電機停運后，軸流風(fēng)機仍可運行，可以使主電機得到充分冷卻；3)、盡量使2段母線負荷分配平衡，以防某段母線因負荷過重造成電壓下降過多；4)、電壓調(diào)整后，真空泵運行電流降為210A，發(fā)熱量相對減小；5)、減緩了主電機的絕緣老化速度，延長了其使用壽命。