真空泵是指利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講,真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類型,即氣體捕集泵和氣體傳輸泵。其廣泛用于冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業(yè)。
(1)泵總體結(jié)構(gòu)型式
真空泵的泵體的布置結(jié)構(gòu)決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。
立式結(jié)構(gòu)的進(jìn)、排氣口水平設(shè)置,裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差,故這種型式多用于小泵。
臥式泵的進(jìn)氣口在上,排氣口在下。有時(shí)為了真空系統(tǒng)管道安裝連接方便,可將排氣口從水平方向接出,即進(jìn)、排氣方向是相互垂直的。此時(shí),排氣口可以從左或右兩個(gè)方向開口,除接排氣管道一端外,另一端堵死或接旁通閥。這種泵結(jié)構(gòu)重心低,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)。
泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸與水平面垂直安裝。這種結(jié)構(gòu)裝配間隙容易控制,轉(zhuǎn)子裝配方便,泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便,潤滑機(jī)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜。
(2)泵的傳動(dòng)方式
真空泵廠家的兩個(gè)轉(zhuǎn)子是通過一對(duì)高精度齒輪來實(shí)現(xiàn)其相對(duì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。主動(dòng)軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接。在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種:其一是電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖。從動(dòng)轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過去帶動(dòng),這樣主動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小,則兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的間隙不會(huì)因主動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形大而改變,故使轉(zhuǎn)子之間的間隙在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均勻。這種傳動(dòng)方式的最大缺點(diǎn)是:a.主動(dòng)軸上有三個(gè)軸承,增加了泵的加工和裝配難度,齒輪的拆裝及調(diào)整也不便;b.整體結(jié)構(gòu)不勻稱,泵的重心偏向電動(dòng)機(jī)和齒輪箱一側(cè)。
特點(diǎn)
(1)在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速;
(2)轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對(duì)稱性,故振動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙,不用潤滑,摩擦損失小,可大大降低驅(qū)動(dòng)功率,從而可實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速;
(3)泵腔內(nèi)無需用油密封和潤滑,可減少油蒸氣對(duì)真空系統(tǒng)的污染;
(4)泵腔內(nèi)無壓縮,無排氣閥。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,對(duì)被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感;
(5)壓縮比較低,對(duì)氫氣抽氣效果差;
(6)轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線柱面,加工和檢查比較困難。
機(jī)械選擇
⑴真空泵工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許,應(yīng)選擇無振動(dòng)的泵或者采取防振動(dòng)措施。
⑵了解被抽氣體成分,氣體中含不含可凝蒸氣,有無顆?;覊m,有無腐蝕性等。選擇真空泵時(shí),需要知道氣體成分,針對(duì)被抽氣體選擇相應(yīng)的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體,應(yīng)該考慮在泵的進(jìn)氣口管路上安裝輔助設(shè)備,如冷凝器、除塵器等。
⑶真空泵在其工作壓強(qiáng)下,應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。
⑷正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣,因而,有時(shí)選用一種泵不能滿足抽氣要求,需要幾種泵組合起來,互相補(bǔ)充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對(duì)氫有很高的抽速,但不能抽氦,而三極型濺射離子泵,(或二極型非對(duì)稱陰極濺射離子泵)對(duì)氬有一定的抽速,兩者組合起來,便會(huì)使真空裝置得到較好的真空度。另外,有的真空泵不能在大氣壓下工作,需要預(yù)真空;有的真空泵出口壓強(qiáng)低于大氣壓,需要前級(jí)泵,故都需要把泵組合起來使用。
⑸真空設(shè)備對(duì)油污染的要求。若設(shè)備嚴(yán)格要求無油時(shí),應(yīng)該選各種無油泵,如:水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴(yán)格,可以選擇有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、擋油阱等,也能達(dá)到清潔真空要求。