各种真空泵原理及使用说明.docx

罗茨式真空机组的工作原理说明JZJS 罗茨水环真空机组是以罗茨泵为主泵，以水环泵为前级泵串联而成的。罗茨水环真空机组选用水环泵作为前级泵比其它真空泵更为有利，它克服了单台水环泵使用时极限压力差（机组的极限压 力比水环泵有很大的提高），在一定压力下抽气速率低的缺点，同时保留了罗茨泵能迅速工作，有较大 抽气速率的优点。尤其能够适应抽除大量的可凝性蒸汽，特别是当气镇油封机械真空泵排除可凝性蒸汽 能力不够，或使用的溶剂能使泵油恶化而影响性能，或者是真空系统不允许油污染的时候更为明显。当 配有防爆电机及电器时并遵守相应的安全规则下，还可抽除易燃易爆的气体。因此罗茨泵-水环泵机组广 泛地用于化工行业中的真空蒸馏、真空蒸发、脱水结晶；食品行业中的冷冻干燥；医药工业的真空干燥； 轻纺工业的涤纶切片；高空模拟试验等的抽真空系统中。罗茨水环真空机组，大致有如下几种类型：（1） 罗茨泵-水环泵：机组中水环泵的作用是造成罗茨泵所需的预备真空，一般情况，单级水环泵极限真空度不高，而目前我国生产的罗茨泵要求的预真空又较高，故实际上一般不用单级水环泵作为罗 茨泵的前级泵，而用极限压力较低的双级水环泵作为前级泵使用，还可以降低机组的极限压力。（2） 一台罗茨泵与一台水环泵的极限压力是400P a，可满足一般的真空需求，但使用范围受到一定限制，若用两台罗茨泵串联再与水环泵组合，就能大大提高机组的极限压力（可达25P a）。故在这种类型里通常见到的是两台罗茨泵串联后再用双级泵作前级泵（图1）组成机组。如果需要更高的极限压力， 可用三台罗茨泵与水环泵组合，它的极限压力可达1Pa。（3） 如果三级罗茨水环机组还不能满足极限压力时，可采用罗茨泵-水环泵并联机械真空泵；此机 组主要用于需要处理大量水蒸汽，时间长且极限真空度要求非常高的抽真空系统，例如在真空干燥方面。10要求处理大量水蒸汽的真空系统中，使用水环泵是较合适的，但由于其极限真空度不高，致使整个机组 的极限真空度较低（相对而言）。虽然在要求真空度较高的抽真空系统中，需要极限真空较高的机械真 空泵作为前级泵使用。可将气镇机械真空泵与水环泵并联（如图 2），作为罗茨泵的前级泵。真空干燥时， 先用水环泵进行预抽，直至水蒸汽大量减少时，再开动气镇机械真空泵，切断水环泵。如需要较长时间 才能完成干燥的场合，所需冷却水和功率都较少，如图2 所示。J Z J X 罗茨旋片真空机组是以罗茨泵为主泵，以旋片泵为前级泵串联而成的。罗茨旋片真空机组选用旋片泵作为前级泵，它克服了旋片泵使用时在一定压力下抽气速率低的缺点，同时保留了罗茨泵能迅 速工作，有较大抽气速率的优点。因该机组结构紧凑、抽速大、占地面积小，可以代替多台机械真空泵， 因此罗茨泵-旋片泵机组广泛地用于在真空冶炼、电力电容器、变压器真空热处理、真空镀膜设备的预抽、 电真空半导体等行业中抽除密闭容器中含氧不高的、无爆炸性的、对金属无腐蚀性的、与泵油不会起化 学反应的以及不含有颗粒尘埃的气体。JZJW 罗茨立式无油往复泵机组以 ZJ 罗茨泵为主泵，以W L W 型方式无油泵为前级泵串联而成，由于W L W 型真空泵采用无油自润滑系统，可获得洁净真空，因此在加装尾气收集装置后，可以收集在高真空系统中无法凝固、无法压缩收集的气体，同时避免了水环机组所产生的大量废水的排放.SZ 型水环式真空泵水环式真空泵（简 称水环泵）是一种粗真 空泵，它所能获得的极 限压力，对于单级泵为48kPa ；对于双级泵为 24k P a。水环泵在石油、化工、机械、矿 ft、轻工、造纸、动力、冶金、医药和食品等工 业及市政与农业等部门 的许多工艺过程中，如 真空过滤、真空送料、 真空脱气、真空蒸发、 真空浓缩和真空回潮等，得到了广泛的应用，由于水环泵压缩气体的过程是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体， 此外还可抽除含尘，含水的气体，因此，水环泵的应用日益增大。如图为水环泵的工作原理示意图，水环泵是由叶轮、泵体、吸排气盘、水在泵体内壁形成的水环、吸气口、排气口、辅助排气阀等组成的。叶轮被偏心的安装在泵体中，当叶轮按图示方向旋转时，进入水环泵泵体的水被叶轮抛向四周，由于 离心力的作用，水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂 相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上，叶片在水环内有一定的插入深度）。此时，叶轮 轮毂与水环之间形成了一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔。如果以 叶轮的上部 0°为起点，那么叶轮在旋转前 180°时，小腔的容积逐渐由小变大，压强不断的降低，且与吸排气盘上的吸气口相通，当小腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽 的气体不断地被抽进小腔，此时正处于吸气过程。当吸气完成时与吸气口隔绝，小腔的容积正逐渐减小， 压力不断地增大，此时正处于压缩过程，当压缩的气体提前达到排气压力时，从辅助排气阀提前排气。而 与排气口相通的小腔的容积进一步地减小压强进一步的升高，当气体的压强大于排气压强时，被压缩的气 体从排气口被排出，在泵的连续运转过程中，不断地进行着吸气、压缩、排气过程，从而达到连续抽气的 目的。在水环泵中，辅助排气阀是一种特殊结构，一般采用橡皮球阀，它的作用是消除泵在运转过程中产生的过压缩与压缩不足的现象。这两种现象都会引起过多的功率消耗。因为水环泵没有直接的排气阀，而且 排气压力始终是固定的，水环泵的压缩比决定于进气口的终止位置和排气口的起始位置，然而这两个位置 是固定不变的，因而不适应吸入压力变化的需要。为了解决这个问题，一般在排气口下方设置橡皮球阀， 以便当泵腔内过早达到排气压力时，球阀自动开启，气体排出，消除了过压缩现象。一般在设计水环泵时 都以最低吸入压力来确定压缩比，以此来确定排气口的起始位置，这样就解决了压缩不足的现象。SZ 水环式真空泵，广泛适用于化工、机械、轻工、医药、食品、纺织等行业，用来抽吸空气或其它不溶于水，不含固体颗粒，无腐蚀性的气体，以便在密封系统中形成一定的真空度，常用于真空蒸发、真空 浓缩、真空干燥、真空抽滤，真空送料等工艺过程罗茨真空泵工作原理罗茨式真空泵（简称罗茨泵）是一种无内压缩的旋转变容式真空泵。是利用两个 8 字形转子在泵壳中旋转而产生吸气和排气作用的。其原理和罗茨鼓风机相似。由于它在低压力范围内工作，气体分子自由程较大，气体漏过微小缝隙的阻力很大， 因而能获得较高的压缩比，可以作为增压真空泵使用；但它不能单独地把气体直接排到大气中去，需要和前级真空泵串联使用，被抽气体通过前级真空泵排到大气中去。罗茨泵的特点是：1转子与泵腔、转子与转子之间有一定的间隙，互不接触，不需要用油润滑。2转子具有良好的几何对称性，可以提高转速，从而能够制造出结构紧凑的大抽速泵来。3泵工作时振 动小，容积大，容积利用系数0.5 左右。4在泵腔内并不发生像机械真空泵那样的压缩现象，因此它不需要排气阀。也正因如此，可抽除可凝性蒸汽。5启动快，能够在短时间内达到极限真空。功率小，运 转维护费用低。6罗茨泵在很宽的压力范围内（1000P a1P a）有很大的抽速，能迅速排出突然放出的气体，弥补了扩散泵和油封机械泵在（1000Pa1Pa）时抽速都很小的缺陷。因此，它最适合作增压泵用。罗茨泵广泛用于真空冶金工业的真空脱气、真空熔炼、钢水真空处理，以及空间模拟、低密度风 洞等装置中抽除非腐蚀性气体。也可以用于化工、食品、医药、电机制造等工业的蒸馏、蒸发、干燥等生 产过程。工作时，被抽气体由进气口进入转子与泵体之间，这时一个转子和泵体把气体与进气口隔开，被隔开的气体（如图上影线部分所示），在转子连续不断地旋转过程中，被送到排气口。空间是处在封闭状 态，因此，没有压缩和膨胀。但当转子的峰部转到排气口边缘时，由于V 部分的压力较之排气口处的压力 低，为了使相连体积内压力均匀，气体就会从排气口处扩散到V 区域，其扩散方向与转子旋转方向相反。当转子再转动时，把 V 处的气体压缩到排气口将其排出。这时转子的另一面与进气口相连部分则吸入气体， 当转子不断地旋转时，重复上述抽气过程不断地排出流进来的气体。这种工作过程相当于转子空间由某一 最小值增加到最大值，然后再由最大值减小到最小值。这就是罗茨真空泵的容积作用原理。罗茨泵在入口压力很低情况下工作时，由于转子转速很高，转子表面的线速度接近于分子的热运动 速度，这时碰撞在转子上的气体分子被转子推带到压力较高的排气口，再被预真空泵排除。这就是罗茨真 空泵的分子作用原理。ZJ 系列罗茨真空泵是一种旋转式变容真空泵，须有前级泵配合方可使用，在较宽的压力范围内有较大的抽速，对被抽除气体中含有灰尘和水蒸汽不敏感，广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。WLW 型往复泵工作原理往复式真空泵（又称活塞式真空 泵）,属于低真空获得设备之一，它的极限压力一般在 13302660P a， 它的抽速的范围比较大，从 50L/S 到 600L/S，适用于石油、化工、医药、食品、轻工、冶金、电气等行 业中的真空浸渍、钢水真空处理、 真空蒸馏、真空蒸发、真空浓缩、 真空结晶、真空干燥、真空过滤及 混凝土的真空作业等方面的抽除气 体。往复式真空泵不适用于抽除含 氧过高的、有爆炸性的、对金属有 腐蚀性的、以及含有颗粒尘埃的气 体，也不适用于把气体从一个容器 输送到另一个容器，作输送泵用。如图为往复式真空泵的工作原理图，往复式真空泵的主要部件是气缸 1 及在其中作往复直线运动的活塞 2，活塞的驱动是用曲柄连杆机构 3（包括十字头）来完成的。除上述主要部件外还有排气阀 4 和吸气阀 5 等重要部件，以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。运转时，在电动机的驱动下，通过曲柄连杆机构的作用（旋转运动转变成直线运动），使气缸内的活塞 作往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运动时，由于气缸的左腔体积不断增大，左腔空间的压强不断 的降低，当左腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽容器内的气体经过 吸气阀 5 不断地被抽进左腔，此时正处于吸气过程。当活塞达到最右位置时，气缸左腔内就充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀5 自动关闭。气体随着活塞从右往左运动而逐渐被压缩。当气缸内的气体达到排气压力时，此时排气阀4 被打开，气体被排出，完成了一个工作循环。当活塞在从左端向右端运动时，重复上述循环，直到被抽容器达到某一平衡压力为止。在往复泵中，吸气阀和排气阀是非常重要的部件且是易损部件，它们工作的好坏直接影响往复泵的极 限压力、抽气速率、功率消耗以及运行的可靠性。WLW 型无油（耐腐蚀）立式往复真空泵是W 型卧式真空泵的更新换代产品，是获得粗真空的主要设备。由于采用全密封装置，实现了曲轴箱和汽缸的完全隔离；加上活塞环使用了自润滑材料，便实现了先进的 无油润滑。由于无污水排放，所以该型真空泵特别适用于化工、医药和食品等行业的真空蒸馏、真空蒸发、 真空干燥、真空浓缩、真空浸渍等工艺过程中。(1)功率消耗小，节能效果显著；(2)占地面积小，工作噪音低：(3)气缸采用强制水冷，冷却效果好；(4)采用先进的密封结构，杜绝了向外溅油等现象的产生； (5)由于各运动部件结构合理，受力均匀，所以使用寿命长；真空泵选择的注意事项1、真空泵的极限压力应该满足该工艺的工作压力。通常选择泵的极限压力低于工艺要求约一个数量级。2、每种泵都有一定的工作压力范围，因而，泵的工作点应该选在这个范围之内，而不能让它在允许工作压力以外长时间工作。3、真空泵在其工作压力下，应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。4、 选择真空机组：(1) 当使用一种泵不能满足抽气及真空要求时，需要几种泵组合起来，互相补充才能满足工艺要求。(2) 有的真空泵不能在大气压下工作，需要预真空；有的真空泵出口压力低于大气压， 需要前级泵，故都需要把泵组合起来使用。组合使用的真空泵，我们称之为真空泵机组，它能使真空系统得到较好的真空度及排气量。我们应正确地选择组合的真空泵，由于不同的真空泵对抽除的气体要求有不同的要求，例如：在一般情况下罗茨旋片机组不适用于含有较多可凝性气体的系统。5、 当您选择油封泵时，您应该首先了解您的真空系统是否对油污染有要求。若设备严格要求无油时，应该选各种无油泵，如：水环泵、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、挡油阱、挡板等，也能达到清洁真空要求。6、 了解被抽气体成分，气体中含不含可凝蒸汽，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。如果气体中含有蒸汽、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。7、 当选择油封真空泵时，要考虑真空泵排出来的油蒸汽（油烟）对环境的影响如何。如果环境不允许有污染，应该选无油真空泵，或者把油蒸汽排到室外。8、 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。9、 真空泵的价格、运转及维修费用。