真空泵是在電磁力的作用下對被抽容器進(jìn)行抽氣從而維持真空的裝置。真空泵平常廣泛的應(yīng)用于低溫設(shè)備、造紙機(jī)械真空設(shè)備石油、礦山、地基處理等領(lǐng)域。不同的真空泵工作原理和用途也不盡相同。
一、水環(huán)真空泵
由泵內(nèi)的帶固定葉片的偏心轉(zhuǎn)子，將水拋向定子壁，水形成與定子同心的液環(huán)，液環(huán)與轉(zhuǎn)子葉片一起構(gòu)成可變?nèi)莘e的一種旋轉(zhuǎn)變?nèi)莘e真空泵。旋片又分單級和雙級，原理是利用偏心轉(zhuǎn)子在泵腔內(nèi)形成通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生體積的變化而將氣體排出泵外，主要是在吸氣過程中，吸氣腔體積增大，真空度降低，將容器內(nèi)氣體吸入泵腔，在排氣過程中體積變小，壓強(qiáng)增大，最終通過油封將吸入的氣體排出泵外。
二、羅茨真空泵
羅茨泵在泵腔內(nèi)，有二個“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。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，可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于羅茨泵是一種無內(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。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(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)動時，氣體排出泵外。
三、旋片真空泵
旋片式真空泵(簡稱旋片泵)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。它可以單獨使用，也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。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高的，對金屬有腐蝕性的、對泵油會起化學(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。
旋片泵有單級和雙級兩種。所謂雙級，就是在結(jié)構(gòu)上將兩個單級泵串聯(lián)起來。一般多做成雙級的，以獲得較高的真空度。旋片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%。旋片泵主要由泵體、轉(zhuǎn)子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內(nèi)偏心地安裝一個轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外圓與泵腔內(nèi)表面相切(二者有很小的間隙)，轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有帶彈簧的二個旋片。旋轉(zhuǎn)時，靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內(nèi)壁保持接觸，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動旋片沿泵腔內(nèi)壁滑動。
兩個旋片把轉(zhuǎn)子、泵腔和兩個端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分，當(dāng)轉(zhuǎn)子按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時，與吸氣口相通的空間A的容積是逐漸增大的，正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的，正處于排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的，正處于壓縮過程。由于空間A的容積是逐漸增大(即膨脹)，氣體壓強(qiáng)降低，泵的入口處外部氣體壓強(qiáng)大于空間A內(nèi)的壓強(qiáng)，因此將氣體吸入。當(dāng)空間A與吸氣口隔絕時，即轉(zhuǎn)至空間B的位置，氣體開始被壓縮，容積逐漸縮小，{zh1}與排氣口相通。當(dāng)被壓縮氣體超過排氣壓強(qiáng)時，排氣閥被壓縮氣體推開，氣體穿過油箱內(nèi)的油層排至大氣中。由泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到連續(xù)抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉(zhuǎn)入另一級(低真空級)，由低真空級抽走，再經(jīng)低真空級壓縮后排至大氣中，即組成了雙級泵。這時總的壓縮比由兩級來負(fù)擔(dān)，因而提高了極限真空度。
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