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文檔簡(jiǎn)介
真空泵目錄一、概述1、真空泵的分類2、各類真空泵工作壓力范圍3、真空泵的規(guī)格及型號(hào)表示法二、常用真空泵技術(shù)1、蒸汽噴射泵2、濕式泵3、干式泵三、總結(jié)一、概述
真空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。極限壓力(極限真空)從粗真空到10-12Pa以上的極高真空范圍。真空區(qū)域的劃分
?
粗真空105~103Pa
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低真空103~10-1
Pa
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高真空10-1~10-6
Pa
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超高真空10-6~10-10
Pa
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極高真空<10-10Pa
1、真空泵的分類
按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類型,即變?nèi)菡婵毡煤蛣?dòng)量傳輸泵。
變?nèi)菡婵毡檬抢帽们蝗莘e的周期變化來(lái)完成吸氣和排氣以達(dá)到抽氣目的的真空泵。氣體在排出泵腔前被壓縮。
動(dòng)量傳輸泵(分子真空泵)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?。變?nèi)菡婵毡?
往復(fù)式?
旋轉(zhuǎn)式(旋片式、滑閥式、液環(huán)式、羅茨式、螺旋式、爪形轉(zhuǎn)子式)
?
其它型式2、各類真空泵工作壓力范圍3、真空泵的規(guī)格及型號(hào)表示法
國(guó)產(chǎn)的各種機(jī)械真空泵的型號(hào)通常是用漢語(yǔ)拼音字母來(lái)表示。漢語(yǔ)拼音字母表示泵的類型;字母前的數(shù)字表示泵的級(jí)數(shù),單級(jí)時(shí)“1”省略;字母后邊橫線后的數(shù)字表示泵的抽速(L/S)。國(guó)產(chǎn)真空泵型號(hào)對(duì)照表二、常用真空泵技術(shù)
蒸汽噴射泵濕式泵(液環(huán)真空泵、旋轉(zhuǎn)葉片泵)干式泵(羅茨泵、螺桿泵、爪式泵)蒸汽噴射泵原理圖1、蒸汽噴射泵蒸汽噴射泵原理壓力為ρ0﹑速度為ω0的工作蒸汽流經(jīng)拉瓦爾噴嘴(見拉瓦爾噴管)﹐在噴嘴出口處射流的速度上升到超音速ω1﹐而壓力下降為ρ1﹐因而將被抽氣體吸入﹐與高速蒸汽流碰撞﹑混合和交換能量﹑并流向擴(kuò)散器。在擴(kuò)散器收縮段蒸汽和被抽氣體進(jìn)一步混合﹐成為均勻混合氣體。在這一過(guò)程中混合氣體的速度開始連續(xù)下降﹐而壓力連續(xù)上升﹐在擴(kuò)散器喉段附近產(chǎn)生正激波?;旌蠚怏w速度由超音速急劇降為亞音速﹐而壓力則隨之急劇升高。在擴(kuò)散器出口處﹐壓力上升到大氣壓力或后一級(jí)噴射器的進(jìn)口壓力時(shí)﹐混合氣體即排出。
蒸汽噴射泵優(yōu)點(diǎn):無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件可靠耐用快速的抽真空緊湊、占地面積小工作安全低的投資成本適應(yīng)性強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕蒸汽噴射泵缺點(diǎn):運(yùn)動(dòng)流體供應(yīng)廢水處理工藝過(guò)程污染故障探尋困難級(jí)間冷卻常為多級(jí)在400PaA以下結(jié)冰2、濕式泵
液環(huán)真空泵液環(huán)式真空泵工作原理
泵吸入(氣體混合物)氣體混合物
氣體混合物工作液氣體和液體泵排出(氣體和液體)液環(huán)真空泵工作原理
在圓形泵體(A)內(nèi),在相對(duì)于泵體中心線為偏心的軸上裝有一個(gè)葉輪(B)。轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪的離心作用迫使工作液通過(guò)通道(D)流向腔體周邊形成環(huán)流(C)。
泵起作用時(shí),被輸送的氣體混合物經(jīng)過(guò)中間板(E)上的吸入口(H)進(jìn)入葉輪,在泵入口處形成真空。氣體混合物充入位于液環(huán)內(nèi)徑和葉輪葉片根部之間的葉輪腔內(nèi)。當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),葉輪葉片浸沒(méi)在液環(huán)中的程度增加,而使液環(huán)和葉輪葉片根部之間的容積減少。結(jié)果是氣體混合物受到壓縮,直至到達(dá)中間板中(K)的排放口(J)。氣體混合物通過(guò)排放口排出。
在壓縮循環(huán)過(guò)程中,熱傳遞到液環(huán)。為了使溫度保持在工作液的蒸發(fā)點(diǎn)以下,必須進(jìn)行冷卻。通過(guò)連續(xù)不斷地向液環(huán)添加冷的工作液來(lái)達(dá)到冷卻的目的。添加的工作液量與經(jīng)過(guò)排放口與壓縮氣體混合物一起排放的工作液排放量相等。氣體混合物和工作液最終經(jīng)過(guò)泵出口進(jìn)行分離。
液環(huán)式真空泵基本類型液環(huán)泵按不同結(jié)構(gòu)可分成如下幾種類型:
(1)單級(jí)單作用液環(huán)泵單級(jí)是指只有一個(gè)葉輪,單作用是指葉輪每旋轉(zhuǎn)一周,吸氣、排氣各進(jìn)行一次。這種泵的極限真空較高,但抽速和效率較低。
(2)單級(jí)雙作用液環(huán)泵單級(jí)是指只有一個(gè)葉輪,雙作用是指葉輪每旋轉(zhuǎn)一周,吸氣、排氣各進(jìn)行二次。在相同的抽速條件下,雙作用液環(huán)泵比單作用液環(huán)泵大大減少尺寸和重量。由于工作腔對(duì)稱分布于泵輪轂兩側(cè),改善了作用在轉(zhuǎn)子上的載荷。此種泵的抽速較大,效率也較高。液環(huán)式真空泵基本類型(3)雙級(jí)液環(huán)泵大多是單作用泵串聯(lián)而成。實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)單級(jí)單作用的液環(huán)泵的葉輪共用一根心軸聯(lián)接而成。它的主要特點(diǎn)是在較高真空度下,仍然具有較大的抽速,而且工作狀況穩(wěn)定。
(4)大氣液環(huán)泵實(shí)際是大氣噴射器串聯(lián)液環(huán)泵的機(jī)組。液環(huán)泵前面串聯(lián)大氣泵是為了提高極限真空,擴(kuò)大泵的使用范圍。液環(huán)式真空泵優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造精度要求不高,容易加工。結(jié)構(gòu)緊湊,泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高,一般可與電動(dòng)機(jī)直聯(lián),無(wú)須減速裝置。故用小的結(jié)構(gòu)尺寸,可以獲得大的排氣量,占地面積也小。壓縮氣體基本上是等溫的,即壓縮氣體過(guò)程溫度變化很小。由于泵腔內(nèi)沒(méi)有金屬磨擦表面,無(wú)須對(duì)泵內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑,而且磨損很小。轉(zhuǎn)動(dòng)件和固定件之間的密封可直接由水封來(lái)完成。吸氣均勻,工作平穩(wěn)可靠,維修方便。液環(huán)式真空泵缺點(diǎn):效率低,一般在30%左右,較好的可達(dá)50%。真空度低,這不僅是因?yàn)槭艿浇Y(jié)構(gòu)上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液,極限壓強(qiáng)只能達(dá)到2000~4000Pa。用油作工作液,可達(dá)130Pa。封液循環(huán)、污染旋轉(zhuǎn)式葉片泵排放口排放閥固定泵筒轉(zhuǎn)子進(jìn)氣口葉片彈簧濕式泵旋轉(zhuǎn)式葉片泵原理
轉(zhuǎn)子在有柱狀膛孔的定子內(nèi)。轉(zhuǎn)子有兩個(gè)葉片在槽中反向滑動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),葉片端與油潤(rùn)滑定子壁接觸。每轉(zhuǎn)一次為兩個(gè)泵吸循環(huán)—比較小的不平衡力。油封旋轉(zhuǎn)式葉片泵旋
轉(zhuǎn)
式
葉
片1.吸氣2.隔離
3.壓縮
4.排氣旋轉(zhuǎn)式葉片泵
優(yōu)點(diǎn)
極限壓力好噪聲小應(yīng)用范圍廣缺點(diǎn)
油封液污染對(duì)腐蝕很敏感維修費(fèi)用高抽速范圍受到限制不適于抽除含氧過(guò)高、有爆炸性、對(duì)泵密封油起化學(xué)作用、及含有顆?;覊m的氣體。
濕式泵的主要問(wèn)題密封液體供應(yīng)污染廢水處理腐蝕蒸汽壓力限制(特別是液環(huán)泵)可靠性運(yùn)行成本
27沒(méi)有工業(yè)生產(chǎn)液流的污染深度真空,運(yùn)轉(zhuǎn)更靈活無(wú)廢水,無(wú)污染,(較少或)無(wú)廢棄物處理費(fèi)用維修成本較低在泵排放口立即回收溶劑消耗水、電、氣等費(fèi)用較低→運(yùn)行成本較低
3、干式泵干式抽真空:
X=好
x=壞
技術(shù)對(duì)比干式泵的成本
投資成本較高較低的運(yùn)行成本延長(zhǎng)維修服務(wù)間隔時(shí)間和軸承壽命。在運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi),電力消耗較低。因此,在容能比(M3/hr/kW)方面節(jié)能效果更好。無(wú)受污染的油要進(jìn)行處理(除了齒輪箱以外)。干式泵技術(shù):泵的類型
羅茨泵螺桿泵爪式泵羅茨泵氣量被收集被泵吸的氣量進(jìn)氣移動(dòng)(無(wú)壓縮)排氣外露排氣口羅茨結(jié)構(gòu)的各級(jí)運(yùn)行螺桿泵螺桿結(jié)構(gòu)方式氣體從這個(gè)方向泵吸螺桿泵原理螺桿泵是利用齒輪傳動(dòng)同步反向旋轉(zhuǎn)的相互嚙合而不接觸的左螺桿與右螺桿作高速轉(zhuǎn)動(dòng),利用泵殼和相互嚙合的螺旋將螺旋槽分隔成多個(gè)空間、形成多個(gè)級(jí),氣體在相等的各個(gè)槽內(nèi)(柱形等螺距)進(jìn)行傳輸運(yùn)動(dòng),但無(wú)壓縮,只有螺桿最末端的螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)氣體有壓縮作用。螺桿的各級(jí)間可形成壓力梯度,以分散壓差和提高壓縮比。各部間隙和泵轉(zhuǎn)速對(duì)泵的性能有很大影響。在設(shè)計(jì)螺桿各部的間隙時(shí),要考慮膨脹、加工及裝配精度和工作環(huán)境(如抽除含粉塵氣體等)等。
螺桿泵結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
通過(guò)減速或注氣來(lái)冷卻—能力降低并減少危險(xiǎn)雙螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)不銹鋼轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子嚙合匹配懸臂軸單級(jí)壓縮產(chǎn)生過(guò)多的熱有很好的液體兼容性維護(hù)保養(yǎng)非常容易復(fù)雜的螺桿結(jié)構(gòu)方式爪式泵爪式轉(zhuǎn)子排氣進(jìn)氣爪式泵原理爪式泵工作爪式泵壓縮比出口壓力(mbar)504030201010101010101010-3-2-10123羅茨泵
出口壓力入口壓力爪式泵比
爪式泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
氣體壓縮比高有效的氣體壓縮工藝材料可以從泵中通過(guò)(良好的灰塵處理)良好的蒸汽輸送和回收能忍受熱負(fù)載抽空到和擴(kuò)散泵交接直接支持工業(yè)擴(kuò)散泵
40三、總結(jié)真空泵的工作壓強(qiáng)應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強(qiáng)要求。正確地選擇真空泵的工作點(diǎn)。真空泵在其工作壓強(qiáng)下,應(yīng)能排走
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