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真空(kōng)泵的(de)原理(lǐ)及作(zuò)用(yòng)


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2023-12-25

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真空(kōng)泵是(shì)應用(yòng)機(jī)械、物(wù)理(lǐ)、化(huà)學、物(wù)理(lǐ)化​(huà)學等方法對(duì)容器(qì)中進行(xíng)抽氣,以獲得(de)和(hé)維持真空(k₹ōng)的(de)裝置的(de)氣體(tǐ)輸送機(jī)械,它把氣體(tǐ)從(cóng)低(dī)于個(gè)大(dà)氣壓的(de)環境中保送到('dào)大(dà)氣中或與大(dà)氣壓力相(xiàng)同的(de)環境中。真空(kōng)泵的(de)作(zuò)用(yòng)就(jiù)是(shì)從(<cóng)真空(kōng)室中抽除氣體(tǐ)分(fēn)子(zǐ),從(cóng)而使設備內(nèi)✔的(de)壓力低(dī)于個(gè)大(dà)氣壓的(de)機(jī)器(qì),降低(dī)真空(k☆ōng)室內(nèi)的(de)氣體(tǐ)壓力,使之抵達要(yào)求的(de)真空(kōng)度。

真空(kōng)泵的(de)原理(lǐ)及作(zuò)用(yòng)

  真空(kōng)泵是(shì)應用(yòng)機(jī)械、物(wù)理(lǐ)、化(huà)學、物(w♦ù)理(lǐ)化(huà)學等方法對(duì)容器(qì)中進行(xíng)抽氣,以獲得(de)和(hé₹)維持真空(kōng)的(de)裝置的(de)氣體(tǐ)輸送機(jī)械,它把氣體(tǐ)從(cóng)低(dī)于個(₩gè)大(dà)氣壓的(de)環境中保送到(dào)大(dà)氣中或與大(dà)氣壓力相(xiàng)同的(de)環境中。真空(kōng)泵的(de)作(zuò)用(y¶òng)就(jiù)是(shì)從(cóng)真空(kōng)室中抽除氣體(tǐ)分(fēn)子(zǐ),從(c☆óng)而使設備內(nèi)的(de)壓力低(dī)于個(gè)大(dà)氣壓的(de)機(jī)器(qì),降低(dī)真空(kōng)室內(nèi)的(de)氣體($tǐ)壓力,使之抵達要(yào)求的(de)真空(kōng)度。

  随著(zhe)真空(kōng)應用(yòng)的(de)發展,真空(kōng)泵的(de)種類已發₩展了(le)很(hěn)多(duō)種,其抽速從(cóng)每秒(miǎo)零點幾升到(dào)每秒(miǎo)幾十萬、數(sh‌ù)百萬升。随著(zhe)真空(kōng)技(jì)術(shù)在生(shēng)産和(hé)科(kē)π學研究領域中對(duì)其應用(yòng)壓強範圍的(de)要(yào)求越來(lái)越寬,大(dà)多(duō)需要(yào)由幾種真空(kōng)泵組成真空(kōng)抽氣系統共同抽®氣後才能(néng)滿足生(shēng)産和(hé)科(kē)學研究過程的(de)要(yào)求。

  常用(yòng)真空(kōng)泵包括:幹式螺杆真空(kōng)泵、水(shuǐ)環泵、往複泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和(hé)擴散泵等,這(zhè)些(xiē)泵是(shì)我國(guó♦)國(guó)民(mín)經濟各行(xíng)業(yè)應用(yòng)真空(kōng)工(gōng)藝過程中必不(bù)可(kě)少(₩shǎo)的(de)主力泵種。

  真空(kōng)泵的(de)結構式與傳動方式

  真空(kōng)泵的(de)泵體(tǐ)的(de)布置結構決定了(le)泵的(de)總體(tǐ)結構:

  1、立式結構:進、排氣口水(shuǐ)平設置,裝配和(hé)連接管路(lù)都(dōu)比較方便。但(dàn)泵的(de)重心較高(gāo),在高(gāo)速§運轉時(shí)穩定性差,故這(zhè)種型式多(duō)用(yòng)于小(xiǎo)泵;

  2、卧式結構:泵的(de)進氣口在上(shàng),排氣口在下(xià)。有(yǒu)時(shí)為(wèi)了(le)真空(£kōng)系統管道(dào)安裝連接方便,可(kě)将排氣口從(cóng)水(shuǐ)平方向接出,即進、排氣方向是(shì)相(xiàng)互垂直的(de)。此時(shí),排氣口可(kě)α以從(cóng)左或右兩個(gè)方向開(kāi)口,除接排氣管道(dào)一(yī)端外(wài),另一(yī)端堵死或接旁通(tōng)閥。這(zhè)種泵結構重心低(dī),高(gā♠o)速運轉時(shí)穩定性好(hǎo)。一(yī)般大(dà)、中型泵多(duō)采用(yòng)此種←結構。泵的(de)兩個(gè)轉子(zǐ)軸與水(shuǐ)平面垂直安裝。這(zhè)種結構裝配間(jiān)隙容易控制(zhì),轉子α(zǐ)裝配方便,泵占地(dì)面積小(xiǎo)。但(dàn)泵重心較高(gāo)且齒輪拆裝不(bù)便€,潤滑機(jī)構也(yě)相(xiàng)對(duì)複雜(zá)。

  真空(kōng)泵的(de)傳動方式:真空(kōng)泵的(de)兩個(gè)轉子(zǐ)是(shì)'通(tōng)過一(yī)對(duì)高(gāo)精度齒輪來(lái)實現(xiàn)其相(xiàng) 對(duì)同步運轉的(de)。主動軸通(tōng)過聯軸器(qì)與電(diàn)機(jī)連接。在傳動結構布置上(shàng)主要(yào)有(yǒu)以下(xià)兩γ種:其一(yī)是(shì)電(diàn)動機(jī)與齒輪放(fàng)在轉子(zǐ)的(de)同一(yī)側如(rú)圖。從(cóng)動轉子(zǐ)由電(diàn)動機(jī) 端齒輪直接傳過去(qù)帶動,這(zhè)樣主動轉子(zǐ)軸的(de)扭轉變形小(xiǎo),則兩個≥(gè)轉子(zǐ)之間(jiān)的(de)間(jiān)隙不(bù)會(huì)因主動軸的(de)扭轉變形大(dà)而改變,故使轉子(zǐ")之間(jiān)的(de)間(jiān)隙在運轉過程中均勻。

  這(zhè)種傳動方式的(de)缺點是(shì):

  主動軸上(shàng)有(yǒu)三個(gè)軸承,增加了(le)泵的(de)加工(gōng)和(hé)裝配難度,齒輪的(de)拆裝及調整也(yě)不(bù)便;b.整體(tǐ)結←構不(bù)勻稱,泵的(de)重心偏向電(diàn)動機(jī)和(hé)齒輪箱一(yī)側。

  所具有(yǒu)的(de)特點:

  1、在較寬的(de)壓力範圍內(nèi)有(yǒu)較大(dà)的(de)抽速;

  2、轉子(zǐ)具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)幾何對(duì)稱性,故振動小(xiǎo),運轉平穩。轉子(zǐ)間(jiān)及轉子(zǐ)和(hé)殼體(tǐ)間 (jiān)均有(yǒu)間(jiān)隙,不(bù)用(yòng)潤滑,摩擦損失小(xiǎo),可(kě)大(dà)大(dà)降低(dī)驅動功率,從(cóng)而可(kě)實現(xiàn)較高(©gāo)轉速;

  3、泵腔內(nèi)無需用(yòng)油密封和(hé)潤滑,可(kě)減少(shǎo)油蒸氣對(duì)真空(kōng)系統的(de)污染;

  4、泵腔內(nèi)無壓縮,無排氣閥。結構簡單、緊湊,對(duì)被抽氣體(tǐ)中的(de)灰塵和(hé)水(shuǐ)蒸汽不(bù)¥敏感;

  5、壓縮比較低(dī),對(duì)氫氣抽氣效果差;

  6、轉子(zǐ)表面為(wèi)形狀較為(wèi)複雜(zá)的(de)曲線柱面,加工(gōng)和(hé)檢查比較困難。

  工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

  先由轉動真空(kōng)泵把系統抽到(dào)10-2帕擴散泵油被加熱(rè)沸騰,以高(gāo)速從(cóng)噴出的(de)油蒸汽流不(bù)斷将系←統內(nèi)氣體(tǐ)分(fēn)子(zǐ)帶到(dào)泵的(de)側臂彎管球泡處集結,待氣體(tǐ)密度達到(dào)機(jī)械真空(kōng)泵的(de‌)工(gōng)作(zuò)範圍而被抽出,從(cóng)而逐漸獲得(de)高(gāo)真空(kōng)。

  1、水(shuǐ)環式真空(kōng)泵工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

  水(shuǐ)環式真空(kōng)泵葉片的(de)葉輪偏心地(dì)裝在圓柱形泵殼內(nèi)。泵內(✘nèi)注入一(yī)定量的(de)水(shuǐ)。葉輪旋轉時(shí),将水(shuǐ)甩至泵殼形成一(yī)個(gè)水(shuǐ)環,環的(de)內(nèi)表面與葉輪輪毂相(xià$ng)切。由于泵殼與葉輪不(bù)同心,右半輪毂與水(shuǐ)環間(jiān)的(de)進氣空(kōng)間(jiān)逐漸‍擴大(dà),從(cóng)而形成真空(kōng),使氣體(tǐ)經進氣管進入泵內(nèi)進氣空(kōng)間(jiān)。随後氣體(tǐ)進入左半部,由于毂環之間(jiān)容積≈被逐漸壓縮而增高(gāo)了(le)壓強,于是(shì)氣體(tǐ)經排氣空(kōng)間(jiān)及排氣管被排至泵外(wài)。

  2、旋片式真空(kōng)泵工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

  旋片式真空(kōng)泵(簡稱旋片泵)是(shì)一(yī)種油封式機(jī)械真空(kōng)泵。其工(gōng)作(zuò)壓強範圍為(wèi)101325~1.33×10- 2(pa)屬于低(dī)真空(kōng)泵。它可(kě)以單獨使用(yòng),也(yě)可(kě)以作(zuò)為(wèi)其它高(gāo)真空(kōng)泵或超高(gāo)真空(kōng)泵的(♠de)前級泵。它已廣泛地(dì)應用(yòng)于冶金(jīn)、機(jī)械、軍工(gōng)、電(diàn)子(∏zǐ)、化(huà)工(gōng)、輕工(gōng)、石油及醫(yī)藥等生(shēng)産和(hé)科(kē)研部門(mén)。

  3、羅茨真空(kōng)泵工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

  羅茨泵的(de)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相(xiàng)♦似。由于轉子(zǐ)的(de)不(bù)斷旋轉,被抽氣體(tǐ)從(cóng)進氣口吸入到(dào)轉子(zǐ)與泵殼之間(jiān)的(de)空(kōng)間(jiān) v0 內(nèi),≈再經排氣口排出。由于吸氣後 v0 空(kōng)間(jiān)是(shì)全封閉狀态,所以,在泵腔內(nèi)氣體(tǐ)沒有(y₹ǒu)壓縮和(hé)膨脹。但(dàn)當轉子(zǐ)頂部轉過排氣口邊緣,v0 空(kōng)間(jiān)與排氣側相(xiàng)通(tōng)時(shí),由于排氣側氣體(tǐ)壓<強較高(gāo),則有(yǒu)一(yī)部分(fēn)氣體(tǐ)返沖到(dào)空(kōng)間(jiān) v0 中去(qù),使氣體(tǐ)壓™強突然增高(gāo)。當轉子(zǐ)繼續轉動時(shí),氣體(tǐ)排出泵外(wài)。

  真空(kōng)泵的(de)好(hǎo)壞決定于其機(jī)械結構和(hé)油的(de)質量,使用(yòng)真空(kōng)泵時(shí)₽必須把它保護好(hǎo)。如(rú)果蒸餾揮發性較大(dà)的(de)有(yǒu)機(jī)溶劑時(shí),有(yǒu)機(jī)溶劑會(huì)被油吸收結果增加了(≥le)蒸氣壓,從(cóng)而降低(dī)了(le)抽空(kōng)效能(néng),如(rú)果是(shì)酸性氣體(tǐ),那(nà)就(jiù)會(huì)腐蝕油泵,如(rú)果是£(shì)水(shuǐ)蒸氣就(jiù)會(huì)使油成乳濁液而抽壞真空(kōng)泵。

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