各類真空泵工作原理

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tags: 真空泵    時間:2014-03-11 12:06:07
各類真空泵工作原理簡介
    一、CG-17玻璃三級高真空油擴散泵     GG-17玻璃膨脹係數低,能更好地耐受很高的溫度差變,故該泵比同型泵能受得……
各類真空泵工作原理正文
    

一、CG-17玻璃三級高真空油擴散泵

    GG-17玻璃膨脹係數低,能更好地耐受很高的溫度差變,故該泵比同型泵能受得起高溫而且使用壽命也更長。該泵適用於電子工業,如電子管。顯象管。X光管,以及半導體單晶硅的冶鍊提純,高沸點的油脂蒸餾提純分離,日光燈,保溫瓶高真空排氣的儀器。


工作原理
              

先由轉動真空泵把系統抽到10~2Pa擴散泵油被加熱沸騰,以高速從噴出的油蒸汽流不斷將系統內氣體分子帶到泵的側臂彎管球泡處集結,待氣體密度達到機械真空泵的工作範圍而被抽出,從而逐漸獲得高真空.

二、水環式真空泵和液環真空泵工作原理


水環真空泵(簡稱水環泵)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。水環泵也可用作壓縮機,稱為水環式壓縮機,是屬於低壓的壓縮機,其壓力範圍為1~2×105Pa表壓力。


水環泵最初用作自吸水泵,而後逐漸用於石油、化工、機械、礦山、輕工、醫藥及食品等許多工業部門。在工業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、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環泵得到廣泛的應用。由於真空應用技術的飛躍發展,水環泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由於水環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,由於離心力的作用,水形成了一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉圓環。水環的下部分內表面恰好與葉輪輪轂相切,水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環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,那麼葉輪在旋轉前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,因此它屬於變容式真空泵。

三、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。由於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於泵本身結構和製造精度外,還取決於前級泵的極限真空。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。由於轉子的不斷旋轉,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。由於吸氣后v0空間是全封閉狀態,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,由於排氣側氣體壓強較高,則有一部分氣體返衝到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時,氣體排出泵外。

四、旋片式真空泵工作原理
  


旋片式真空泵(簡稱旋片泵)是一種油封式機械真空泵。其工作壓強範圍為101325~1.33×10-2(Pa)屬於低真空泵。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。它已廣泛地應用於冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫藥等生產和科研部門。

   

旋片泵可以抽除密封容器中的乾燥氣體,若附有氣鎮裝置,還可以抽除一定量的可凝性氣體。但它不適於抽除含氧過高的,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。旋片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。


旋片泵的抽速與入口壓強的關係規定如下: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於泵的名義抽速的95%、50%和20%。
               

旋片泵主要由泵體、轉子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內偏心地安裝一個轉子,轉子外圓與泵腔內表面相切(二者有很小的間隙),轉子槽內裝有帶彈簧的二個旋片。旋轉時,靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內壁保持接觸,轉子旋轉帶動旋片沿泵腔內壁滑動。


兩個旋片把轉子、泵腔和兩個端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分,當轉子按箭頭方向旋轉時,與吸氣口相通的空間A的容積是逐漸增大的,正處於吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的,正處於排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的,正處於壓縮過程。由於空間A的容積是逐漸增大(即膨脹),氣體壓強降低,泵的入口處外部氣體壓強大於空間A內的壓強,因此將氣體吸入。當空間A與吸氣口隔絕時,即轉至空間B的位置,氣體開始被壓縮,容積逐漸縮小,最後與排氣口相通。當被壓縮氣體超過排氣壓強時,排氣閥被壓縮氣體推開,氣體穿過油箱內的油層排至大氣中。由泵的連續運轉,達到連續抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉入另一級(低真空級),由低真空級抽走,再經低真空級壓縮後排至大氣中,即組成了雙級泵。這時總的壓縮比由兩級來負擔,因而提高了極限真空度。

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