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真空泵/实验室真空泵
概述

    真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲,真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。
    按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分为两种类型,即气体捕集泵和气体传输泵。其广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。

结构特点

    1、泵总体结构型式
    真空泵的泵体的布置结构决定了泵的总体结构。
    立式结构的进、排气口水平设置,装配和连接管路都比较方便。但泵的重心较高,在高速运转时稳定性差,故这种型式多用于小泵。
    卧式泵的进气口在上,排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接方便,可将排气口从水平方向接出,即进、排气方向是相互垂直的。此时,排气口可以从左或右两个方向开口,除接排气管道一端外,另一端堵死或接旁通阀。这种泵结构重心低,高速运转时稳定性好。一般大、中型泵多采用此种结构。
    泵的两个转子轴与水平面垂直安装。这种结构装配间隙容易控制,转子装配方便,泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便,润滑机构也相对复杂。
    2、泵的传动方式
    真空泵的两个转子是通过一对高精度齿轮来实现其相对同步运转的。主动轴通过联轴器与电机联接。在传动结构布置上主要有以下两种:其一是电动机与齿轮放在转子的同一侧。从动转子由电动机端齿轮直接传过去带动,这样主动转子轴的扭转变形小,则两个转子之间的间隙不会因主动轴的扭转变形大而改变,故使转子之间的间隙在运转过程中均匀。这种传动方式的最大缺点是:a.主动轴上有三个轴承,增加了泵的加工和装配难度,齿轮的拆装及调整也不便;b.整体结构不匀称,泵的重心偏向电动机和齿轮箱一侧。
    特点
    (1)在较宽的压力范围内有较大的抽速;
    (2)转子具有良好的几何对称性,故振动小,运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙,不用润滑,摩擦损失小,可大大降低驱动功率,从而可实现较高转速;
    (3)泵腔内无需用油密封和润滑,可减少油蒸气对真空系统的污染;
    (4)泵腔内无压缩,无排气阀。结构简单、紧凑,对被抽气体中的灰尘和水蒸汽不敏感;
    (5)压缩比较低,对氢气抽气效果差;
    (6)转子表面为形状较为复杂的曲线柱面,加工和检查比较困难。

机械选择

    1、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许,应选择无振动的泵或者采取防振动措施。
    2、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。
    3、真空泵在其工作压强下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。
    4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但不能抽氦,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氩有一定的抽速,两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。另外,有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。
    5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时,应该选各种无油泵,如:水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。
    6、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为 10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定 的工作压强范围为 5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg 下工作,但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。 
    7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染,可以选无油真空泵,或者把油蒸气排到室外。
    8、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:某真空干燥工艺要求10mmHg的工作真空度,选用的真空泵的极限真空度至少要2mmHg,最好能达到1mmHg。通常选择泵的极限真空度要高于真空设备工作真空度半个到一个数量级。
    9、真空泵的价格、运转及维修费用。

机械安装

    1、真空泵应安装在地面结实坚固的场所,周围应留有充分的余地,便于检查、维护、保养。
    2、真空泵底座下应保持地基水平,底座四角处建议垫减震橡皮或用螺栓浇制安装,确保真空泵运转平稳,振动小。
    3、真空泵与系统的连接管道应密封可靠,对小真空泵可采用金属管路连接密封垫采用耐油橡胶,对小真空泵可采用真空胶管连接,管道管径不得小于真空泵吸气口径,且要求管路短而少弯头(焊接管路时应清除管道中焊渣,严禁焊渣进入真空泵腔)。
    4、在连接管路中,用户可在真空泵进气口上方安装阀门及真空计,随时可检查真空泵的极限压力。
    5、按电动机标牌规定连接电源,并接地线和安装合适规格的熔断器及热继电器。
    6、真空泵通电试运转时,须取下电机皮带,确认真空泵转向符合规定方向方可投入使用,以防真空泵反转喷油(转向按防护罩指示方向)。
    7、对于有冷却水的真空泵,按规定接通冷却水。
    8、如真空泵口安装电磁阀时,阀与真空泵应同时动作。
    9、当真空泵排出气体影响工作环境时,可在排气口装接管道引离或装接油雾过滤器。

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