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水環(huán)式真空泵與旋片式真空泵工作原理分析
發(fā)布時間：2011-2-16 9:54:38 | 閱讀次數：1081次
水泵是用各種方法在某一封閉空間中產生、改善和維持真空的裝置。
真空泵可以定義為：利用機械、物理、化學或物理化學的方法對被抽
容器進行抽氣而獲得真空的器件或設備。隨著真空應用的發(fā)展，真空
泵的種類已發(fā)展了很多種，其抽速從每秒零點幾升到每秒幾十萬、數
百萬升。按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類型，即
氣體傳輸泵和氣體捕集泵。隨著真空應用技術在生產和科學研究領域
中對其應用壓強范圍的要求越來越寬，大多需要由幾種電動隔膜泵組
成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿足生產和科學研究過程的要求，由
于真空應用部門所涉及的工作壓力的范圍很寬，因此任何一種類型的
真空泵都不可能完全適用于所有的工作壓力范圍，只能根據不同的工
作壓力范圍和不同的工作要求，使用不同類型的真空泵。為了使用方
便和各種真空工藝過程的需要，有時將各種真空泵按其性能要求組合
起來，以機組型式應用。
各種真空泵的工作原理
水環(huán)式真空泵/液環(huán)真空泵工作原理
水環(huán)真空泵(簡稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵，它所能獲得的極限真
空為2000~4000Pa，串聯大氣噴射器可達270~670Pa。水環(huán)泵也可用作
壓縮機，稱為水環(huán)式壓縮機，是屬于低壓的壓縮機，其壓力范圍為
1~2×105Pa表壓力。
水環(huán)泵最初用作自吸水泵，而后逐漸用于石油、化工、機械、礦
山、輕工、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產的許多工藝過程
中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空
回潮和真空脫氣等，水環(huán)泵得到廣泛的應用。由于真空應用技術的飛
躍發(fā)展，水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)泵中
氣體壓縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含塵
、含水的氣體，因此，水環(huán)泵應用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時針方向旋
轉時，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個決定于
泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的下部分內表面恰好與葉
輪輪轂相切，水環(huán)的上部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在
水環(huán)內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙
形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數目相等的若干個小腔。如
果以葉輪的下部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由
小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時
小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續(xù)旋轉時，小腔由大變小，使氣體被
壓縮;當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。
綜上所述，水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣
的，因此它屬于變容式真空泵。
羅茨泵的工作原理
羅茨泵在泵腔內，有二個“8”字形的轉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運
動。在轉子之間，轉子與泵殼內壁之間，保持有一定的間隙，可以實
現高轉速運行。由于羅茨泵是一種無內壓縮的真空泵，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
結構和制造精度外，還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限
真空度，可將羅茨泵串聯使用。
羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。上海正奧泵業(yè)制造有限公司由于
轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內，
再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內氣體
沒有壓縮和膨脹。但當轉子頂部轉過排氣口邊緣，v0空間與排氣側相通時，
由于排氣側氣體壓強較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強
突然增高。當轉子繼續(xù)轉動時，氣體排出泵外。
旋片式真空泵工作原理
旋片式離心泵簡稱旋片泵)是一種油封式機械真空泵。其工作壓
強范圍為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。它已廣泛地應用于
冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等生產和科研部門。
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、對泵油會起化學反應以及含有顆粒塵埃的氣體。
旋片泵是真空技術中最基本的真空獲得設備之一。旋片泵多為中
小型泵。磁力泵有單級和雙級兩種。所謂雙級，就是在結構上將兩個
單級泵串聯起來。一般多做成雙級的，以獲得較高的真空度。
旋片真空泵的抽速與入口壓強的關系規(guī)定如下：在入口壓強為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%。
