真空泵设备简介（下）

真空泵设备简介（下）

真空泵是工业生产中不可或缺的设备，广泛应用于各种需要真空环境的场景。本文将详细介绍五种常见的真空泵设备：水环真空泵、旋片真空泵、罗茨真空泵、螺杆真空泵和往复真空泵，包括它们的工作原理、结构特点、优缺点及应用范围。

水环真空泵

外形图：

水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为20004000Pa，串联大气喷射器可270670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。

工艺流程图：

密封水泵是为真空泵提供足够的密封冷却水，正常情况下水量为200 L/min,温度为10~30℃，循环流程为:密封水泵→密封水冷却器→真空泵→气水分离器→密封水泵(如图1所示)，气水分离器及整个系统内的存水量为2m³，机组正常运行中的补水量和耗水量均较少。

水环真空泵的优缺点：

优点：

1. 结构简单，制造精度要求不高，容易加工。
2. 结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。
3. 压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。
4. 由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。
5. 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。

缺点：

1. 效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。
2. 真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液，极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液，可达130Pa。

特点：

结构紧凑、工作平衡可靠和流量均匀，所以化工生产中多用来输送或抽吸易燃、易爆和有腐蚀性的气体。水环式真空泵由于叶轮搅拌液体，损失能量大，故其效率很低。

水环真空泵的应用：

在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等，水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的，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，水环泵应用日益增多。水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。

旋片真空泵

外形图及内部结构：

装有旋片的偏置转子在泵腔内作回转运动，使由旋片分隔的泵腔工作室容积周期性变化以实现抽气的真空泵，又称旋片真空泵。

基本参数：

• 抽气速率：0.15~30L/S (升/秒)
• 极限压强≤6*10-2Pa (帕)
• 气体类型：常温无其它混合物的清洁干燥空气，不许有含其它粉尘及水分的空气。
• 工作要求：进口压强在大于6500Pa时连续工作时间，不得超过3分钟以免喷油引起泵损。
• 工作要求：进口压强在小于1330pa的条件下，允许长时期连续工作。
• 环境温度：真空泵一般在不低于5℃的室温及不高于90%的相对温度的环境内使用。

旋片真空泵的优缺点：

优点：

1. 由于旋片式真空泵中气体压缩是等温的，固可以抽出易燃、易爆的气体，由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。
2. 抽气速率：0.43-560m³/min；
3. 最低吸入绝压：33-160HPa；
4. 使用温度：-10℃~40℃；
5. 配套功率：7.5~560Kw；
6. 过流材质：铸铁、不锈钢；
7. 结构简略、制造精度要求不高，简略加工，结构紧凑。

缺点：

1. 效率低，一般在30%左右，较好的达到50%；
2. 真空度低：这不仅仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受到工作液和蒸汽压的限制；
3. 用水做工作液，极限压强只能达到2000~4000pa。用油做工作液，可达130帕。

旋片真空泵的适用范围：

其工作压强范围为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。主要用在以下行业。

罗茨真空泵

工作原理：

罗茨真空泵（简称：罗茨泵）是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵。罗茨真空泵的转速可达34504100转/分；抽速为3010000升/秒；极限真空：单级为6.5×10^2帕，双级为1×10^3帕，属于低真空泵。

特点：

启动快、功耗小，运转维护费用低，抽速大，效率高，对被抽气体中所含的少量水蒸汽和灰尘不敏感，在100~1帕压力范围内有较大抽气速率，能迅速排除释放出来的气体。罗茨泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空泵需要前级泵。靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵，罗茨真空泵是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排大气。

螺杆真空泵

螺杆真空泵是利用一对螺杆，在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备，分干式无油螺杆真空泵跟油封式螺杆真空泵，能抽除含有大量水蒸汽及少量粉尘的气体场合，在国内制药、化工、半导体等对清洁真空要求较高的企业领域得到广泛应用。

特点：

两螺杆经精细动平衡校正，由轴承支撑，安装在泵壳中，螺杆与螺杆之间都有一定的间隙，因此泵工作时，运转平稳，噪音低，干式的工作腔无需润滑油，油封的需要喷油润滑，密封，降噪，换热。

螺杆真空泵的组成部分：

螺杆真空泵的工作原理：

螺杆压缩机中，螺旋转子的螺旋圈数在一圈以内，而螺旋真空泵的圈数如下图所示在2圈以上，这样可以减小返流量提高压缩比，单机泵可从大气中抽到0.3mbar的极限压力。螺杆泵是利用齿轮传动同步反向旋转的相互啮合而不接触的左螺杆与右螺杆做高速转动，利用泵壳和相互啮合的螺旋将螺旋槽分割成多个空间。形成多个级，气体在相等的各个槽内（柱形等螺距）进行传输运动，但无压缩，只有螺杆最末端的螺旋结构对气体有压缩作用。螺杆的各级间可形成压力梯度，以分散压差和提高压缩比。各部间隙和泵转速对泵的性能有很大影响。在设计螺杆各部的间隙时，要考虑膨胀、加工及装配精度和工作环境（如抽出含粉尘气体等）。

螺杆真空泵控制要点：

1. 压力：进口真空，空滤后端真空、喷油压力，油滤前，油滤后等
2. 温度：排气温度，喷油温度，绕组温度，轴承温度，环境温度等；
3. 输出：加载阀，气镇阀，排水阀，运行，故障，油泵，风扇，电机风扇，前级泵等
4. 输入：空滤堵塞，油滤堵塞，急停，水压过高，相序检测，工频互感器，前级泵故障，远程启动等
5. 联控：多机组联动控制；

往复真空泵

工作原理：

1-气缸；2-活塞；3-曲柄连杆结构；4-排气阀； 5-吸气阀。

W系列往复式真空泵的技术参数表：

特点：

W系列往复式真空泵(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1330～2660Pa，它的抽速范围比较大，从50L/S到200L/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。W系列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、与泵油会起化学反应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。W系列往复式真空泵具有体积小，维修简单、阀片寿命较长等优点，适宜于在较高压强范围内使用。