上海真空泵的工作原理

一、2X型旋片式上海真空泵(简称旋片泵)工作压强范围为101325~1.33×10-2(Pa)属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。

旋转叶片泵可以从密封容器中提取干燥气体，如果安装了气镇装置，也可以提取一定量的可冷凝气体。 但它不适用于提取过量氧气，腐蚀金属，对泵油和颗粒粉尘发生化学反应的气体。

旋转叶片泵是真空技术中最基本的真空设备之一。 旋转叶片泵主要是中小型泵。 旋转泵有两种：单级和双级。 所谓的两级结构是将两个单级泵串联连接。 它通常分两个阶段制成，以达到更高的真空度。

旋转叶片泵的抽速和入口压力之间的关系如下：在133 3a，1.33 Pa和1.33 x 10-1(Pa)的入口压力下，旋转叶片泵的抽速不应为 低于泵的标称泵送速度的95%，50%和20%。

二、2X型旋片上海真空泵工作原理如下：

旋片泵主要由泵体，转子，旋片，端盖，弹簧等组成。转子偏心地安装在旋转叶片泵的腔中。转子的外圆与泵腔的内表面相切(它们之间存在小的间隙)。两个带弹簧的旋转叶片安装在转子槽中。旋转时，离心力和弹簧张力使转子顶部与泵腔内壁保持接触。转子旋转驱动叶片沿泵室的内壁滑动。由转子，泵室和两个端盖包围的月牙形空间分为三个部分：A，B和C.当转子沿箭头方向旋转时，与吸入口连接的空间A的体积逐渐增大，在抽吸的过程中。与排气口连接的空间C的容积逐渐收缩，并且处于排气过程中。中间空间中的B的体积也逐渐减小，并且处于压缩过程中。因为空间A的体积逐渐增加(即膨胀)，所以气体压力降低，并且泵入口外部的气体压力强于内部空间A，气体被吸入。当空间A与吸入口隔离时，也就是说，当空间A移动到空间B时，气体开始被压缩，体积逐渐减小，最后与排气口连通。当压缩气体超过排气压力时，排气阀被压缩气体推开，并且气体通过罐中的油层排放到大气中。通过泵的连续操作，实现了连续泵送的目的。如果排出的气体通过气道并转移到另一个阶段(低真空阶段)，则由低真空阶段泵出，然后通过低真空阶段压缩并排放到大气中，形成两级泵。此时，总压缩比由两级承担，从而提高极限真空度。

三、根据工作原理对上海真空泵进行分类

按真空泵的工作原理，上海真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。随着真空应用技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求，因此选用不同类型真空泵组成的真空抽气机组进行抽气的情况较多。为了方便起见，将这些泵按其工作原理或其结构特点进行一些具体的详细的分类是必要的。现分述如下：

(一)、气体传输泵(上海真空泵的工作原理)

气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：

1、变容真空泵

变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。气体在排出前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种：

⑴往复真空泵：是利用泵腔内活塞做往复运动，将气体吸入、压缩并排出。因此，又称为活塞式真空泵。

⑵旋转真空泵：是利用泵腔内活塞做旋转运动，将气体吸入，压缩并排出。旋转上海真空泵又有如下几种型式：

油封真空泵：是一种旋转变容二极管真空泵，用油密封运动部件之间的间隙，减少有害空间。该泵通常配有气动装置，因此也称为气动真空泵。根据其结构特征，可分为五种类型。

A)旋片式真空泵：转子安装在泵壳内，具有一定的偏心距，靠近泵壳内表面的固定表面。转子槽中有两个(或更多)旋转叶片。当转子旋转时，旋转叶片可以沿其径向槽前后滑动并与泵壳的内壁保持接触。旋转叶片随转子一起旋转，泵腔可分为两部分。几个变量。

B)滑阀真空泵：在偏心转子外部安装滑阀。转子旋转以驱动滑阀沿着泵壳的内壁滑动和滚动。滑阀上部的滑阀杆可在摆动滑阀导轨中滑动，泵腔分为两个可变容积。

C)稳定的叶片真空泵：在泵壳体中靠近泵的内表面有一个偏心转子，一个总是与转子表面接触的径向滑块安装在泵壳上。当转子旋转时，滑块可以上下滑动以将泵腔分成两个可变容积。

D)Cocycloid真空泵：偏心地安装在泵室中的是具有cocycloid轮廓的转子，其沿着泵室的内壁旋转并且将泵室分成两个可变容积。

E)多室旋转叶片真空泵：由同一电动机驱动的具有多个独立工作室的旋转叶片真空泵并联安装在泵壳中。

2.干式真空泵：它是一种可变容积真空泵，无油(或液体)密封。

(3)液环真空泵：多叶片转子偏心安装在泵壳内。当它旋转时，液体(通常是水或油)被投入泵壳体以形成同心液环。液环和转子叶片形成几个小体积，周期性地改变体积，因此它也被称为旋转可变容积真空泵。

罗茨真空泵：泵中有两个同向旋转的双叶片或多叶片转子。转子和泵壳内壁之间存在一定的间隙。它属于旋转真空泵。机械增压泵是这种类型的真空泵。

2、动量传输泵(上海真空泵的工作原理)

这种泵是依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。具体可分为下述几种类型。

⑴分子真空泵：它是利用高速旋转的转子把能量传输给气体分子，使之压缩、排气的一种真空泵。它有如下几种型式：

①牵引分子泵：气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被送到出口，因此，是一种动量传输泵。

②涡轮分子泵：泵内装有带槽的圆盘或带叶片的转子，它在定子圆盘(或定片)间旋转。转子圆周的线速度很高。这种泵通常在分子流状态下工作。

③复合分子泵：它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合式分子上海真空泵。

4.喷射真空泵：它是一种动量传递泵，它使用文丘里压降产生的高速射流将气体输送到出口。它适用于粘性和过渡流动条件下的工作。该泵可以分为以下几类。

5.液体喷射器真空泵：喷射器真空泵，以液体(通常为水)为工作介质。

2.气体喷射真空泵：使用不可冷凝气体作为工作介质的喷射真空泵。

(1)蒸汽喷射真空泵：喷射真空泵，以蒸汽(水，油或汞蒸气)为工作介质。

(2)扩散泵：以低压和高速蒸汽流(油或汞蒸气)为工作介质的喷射真空泵。气体分子扩散到蒸汽射流中并被送到出口。喷射器中的气体密度总是非常低，并且该泵适合于在分子流动状态下工作。它可以分为：

(3)自净扩散泵：一种油扩散泵，泵液中的挥发性杂质通过专用机械输送到出口，无需返回锅炉。

(4)分数扩散泵：这种泵具有分馏装置，使低蒸气压的工作液蒸气进入高真空操作喷嘴，高蒸气压工作液蒸气进入低真空操作喷嘴。它是一种多级油扩散泵。

(5)扩散喷射泵：它是一种动量传递泵，由具有扩散泵特性的单级或多级喷嘴和具有喷射真空泵特性的单级或多级喷嘴组成。油增压泵属于这种类型。

(6)离子传输泵：它是一种动量传递泵，在电磁场或电场的作用下将电离气体传递到出口。

(二)、气体捕集泵(上海真空泵的工作原理)

这种泵是一种真空泵，它使气体分子吸附或凝结在泵的内表面上，从而减少了容器中气体分子的数量，达到了泵送的目的。有几种类型的泵。

1.吸附泵

它主要依赖于具有大表面的吸附剂(例如多孔物质)的物理吸附来泵送捕集真空泵。

2.吸气泵

它是一种真空泵，使用吸气剂以化学方式捕获气体。吸气剂通常是散装或沉积新膜形式的金属或合金。升华泵属于这种类型。

3.吸气离子泵

它通过电磁场或电场的作用使电离气体吸附在吸收材料的表面，从而达到耗尽的目的。它具有以下模式。

(1)蒸发离子泵：一种真空泵，其中电离气体吸附在泵内壁的吸入材料上，并以不连续或连续的方式升华(或蒸发)以实现泵送。

(2)溅射离子泵：泵内被电离的气体吸附在由阴极连续溅射散出来的吸气材料上，以实现抽气目的的一种上海真空泵。

4、低温泵

利用低温表面捕集气体的真空泵。

罗茨上海真空泵工作原理

罗茨真空泵(简称罗茨泵)是一种旋转式可变容积真空泵。它是从鼓风机演变而来的。根据罗茨真空泵的不同工作范围，可分为直接排气低真空罗茨泵，中真空罗茨泵(又称机械增压泵)和高真空多级罗茨泵。一般来说，罗茨泵具有以下特点：

在更宽的压力范围内有更大的抽速。

快速启动，可以立即工作。

它对提取的气体中含有的灰尘和蒸汽不敏感。

转子不需要润滑，泵腔内没有油。

振动小，转子动平衡状态较好，无排气阀;

驱动力小，机械摩擦损失小。

结构紧凑，占地面积小。

运营和维护成本低。

因此，罗茨泵广泛应用于冶金，石化，造纸，食品和电子等行业。

罗茨泵的工作原理是：

罗茨泵的结构如图所示。在泵室中，两个“8”形转子垂直安装在一对平行轴上，一对传动比为1的齿轮驱动彼此反向同步旋转。转子与泵壳内壁之间存在一定的间隙，可实现高速运转。由于罗茨泵是没有内部压缩的真空泵，压缩比通常非常低，因此高中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空不仅取决于泵本身的结构和制造精度，还取决于前泵的极限真空。为了改善泵的极限真空，罗茨泵可以串联使用。

罗茨泵类似于罗茨鼓风机。由于转子的连续旋转，排出的气体从进气口被吸入转子和泵壳之间的空间，然后通过排气口排出。由于V0空间在吸入后完全关闭，因此泵腔内没有压缩和膨胀。但是当转子的顶部围绕排气口的边缘旋转并且V0的空间与排气侧连接时，由于排气侧的压力高，一些气体冲回到v0的空间中，使气体的压力突然增加。当转子继续旋转时，气体流出泵。

如图所示，罗茨泵转子从0度移动到180度。在0度位置(图a)，下转子密封来自泵入口的V0体积气体。当转移到45度位置时(图b)，空腔与排气口连通。由于排气侧的高压，一部分气体冲回来。当转向90度(图c)时，由下转子密封的气体与反冲洗气体一起从泵中排出。此时，上转子还密封来自泵入口的V0体积气体。当转子继续转向135度(图d)时，由上转子密封的气体与排气口连通并重复上述过程。 180度(图E)与0度位置相同。转子主轴在一周内总共旋转四个V0体积的气体。

罗茨上海真空泵的最大优点是在较低的入口压力时具有较高的抽气速率，但它不能单独使用，必须有一台前级真空泵串联，待被抽系统中的压力被前级真空泵抽到罗茨真空泵允许入口压力时，罗茨真空泵才能开始工作，并且在一般情况下，罗茨真空泵不允许高压差工作，否则将会过载和过热而损坏，因此使用罗茨真空泵必须合理地选用前级真空泵，安装必要的保护设备。

前级上海真空泵一般可选择油封机械泵或液环真空泵，特别在抽除有大量水蒸汽的气体时，选用水环真空泵作为前级泵是很理想的。

如图所示，描绘了旋转叶片泵的工作原理。旋片泵主要由定子，转子，旋片，固定盖，弹簧等部分组成。该结构由偏心地安装在定子腔中的转子(转子的外圆与定子的内表面之间的间隙非常小)和两个旋转板组成，这两个旋转板在转子槽中滑动并连接到内部定子壁由弹簧张力和离心力组成。当转子旋转时，它总是沿着定子的内壁滑动。

由转子，定子腔和固定盖包围的新月形空间分为三个部分：A，B和C.当转子沿图形方向旋转时，与吸入口连接的空间A的体积连续增加，并且压力空间A的数量不断减少。根据气体，当空间A中的压力低于泵送容器中的压力时。压力平衡的原理是泵送的气体被连续泵送到吸气室A中，吸气室A处于吸气过程中。 B腔体积减小，压力增加。与排气口连接的空间C的体积进一步减小，并且空间C的压力进一步增加。当气体压力强于排气压力时，压缩气体推动排气阀打开。泵送的气体连续通过罐中的储油器并排放到大气中。在泵的连续运行期间，它持续不断地吸入。气体，压缩和排气过程，从而实现连续泵送的目的。

排气阀浸入油中以防止大气流入泵。油通过泵体上的间隙，油孔和排气阀进入泵腔，使泵腔内的所有活动表面都被油覆盖，形成吸气腔和排气腔之间的密封。同时，油中充满了所有有害空间，以消除它们对极限真空的影响。

双级旋片式上海真空泵由两个工作室组成，两室前后串联，同向等速旋转，Ⅰ室是低真空级，Ⅱ室是高真空级，被抽气体由进气口进入Ⅱ室，当进入的气体压力较高时，气体经Ⅱ室压缩，压强急速增大，被压缩的气体不仅从高级排气阀排出，而且经过中壁通道，进入Ⅰ室，在Ⅰ室被压缩，从低级排气阀排出;当进入Ⅱ室的气体压力较低时，虽经Ⅱ室的压缩，也推不开高级排气阀排出，气体全部经中壁通道进入Ⅰ室，经Ⅰ室的继续压缩，由低级排气阀排出，因此双级旋片式上海真空泵比单级旋片式真空泵的极限真空高。