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(shù):1069次
水泵是用各種方法在某一封閉空間中產(chǎn)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(shù)
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(chǎn)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(chǎn)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(jù)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(lián)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(chǎn)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(zhuǎn)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(nèi)表面恰好與葉
輪輪轂相切,水環(huán)的上部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在
水環(huán)內(nèi)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(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàn)吸氣、壓縮和排氣
的,因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?BR>
羅茨泵的工作原理
羅茨泵在泵腔內(nèi),有二個“8”字形的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運
動。在轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間,保持有一定的間隙,可以實
現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運行。由于羅茨泵是一種無內(nèi)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(lián)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(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),被抽氣體從進氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v0內(nèi),
再經(jīng)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(nèi)氣體
沒有壓縮和膨脹。但當轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣,v0空間與排氣側(cè)相通時,
由于排氣側(cè)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(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)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(chǎn)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(lián)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%。