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    馬力資訊

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    15分鐘全面了解各種真空泵

    點擊:1221 日期:2021-03-10 選擇字號:

     東莞馬力機電有限公司此文介紹:爪型干式真空泵,水環式真空泵,螺桿型干式真空泵,往復式真空泵,水噴射真空泵,旋片式真空泵,滑閥式真空泵,羅茨真空泵,油擴散真空泵,分子泵,鈦升華泵共十一種泵.

      每種真空泵都將簡單介紹其工作原理,特點,應用.

      1爪型干式真空泵




      爪型干式真空泵的工作原理

      爪型干式無油真空泵在泵腔內具有若干組相互嚙合的爪型轉子。轉子與轉子之間及轉子與泵腔之間并不接觸,留有微小的間隙,不用任何潤滑劑,從而保證了清潔的真空環境。泵的結構采用多級轉子竄連的形式,每組轉子分別位于不同泵腔做同步反方向運動。泵腔被爪型轉子分隔為吸氣腔和排氣腔兩部分。隨著轉子連續運轉,進行循環的吸氣排氣過程,實現了泵連續抽氣的目的。

      上圖為臺冠轉子由0°到360°的抽氣過程。在0°位置時(圖a),進排氣道關閉,吸氣腔與排氣腔溝通,泵腔內壓力均衡相等。當兩個轉子旋轉到50°時(圖b),形成負壓腔,進氣道打開,正壓腔壓力逐漸提高。工作過程中,此位置是轉子正好處于換向泵腔壓力平衡的瞬間,轉子從該位置再轉過一定角度,則轉子開始密封分割為吸氣腔與壓縮排氣腔兩部分,此時開始做功。此位置進氣口打開,隨著轉子的繼續旋轉負壓腔容積逐漸增大開始吸氣,排氣腔容積逐漸減小,由于排氣口尚未打開,因此氣體被壓縮,壓縮量隨排氣口上線位置的變化而變化。當轉子旋轉到155°時,此時負壓腔繼續進氣,排氣道打開,開始排氣。此位置時泵的吸氣做功繼續進行,排氣口開始打開,被壓縮的氣體快速排入下一級泵腔。當轉子旋轉到312°時,進排氣口關閉。此位置轉子做功以完成一個周期,此時泵腔內壓力逐漸恢復均衡狀態。(圖d)此位置又回到初始位置,隨著泵轉子的連續旋轉,吸氣和排氣過程循環進行,實現了泵的連續抽氣做功,實現了抽真空的目的。轉子沒轉一周,吸氣和排氣各進行一次。

      爪型干式真空泵的特點

      1) 泵腔內不含油類等任何介質、清潔抽空,對環境無污染;

      2) 真空度高,可達3Pa;

      3) 結構簡單,易于操作和維護,運行成本低;

      4) 能在較高壓力下長期連續工作,噪聲小;

      5) 能抽除腐蝕性氣體、有毒氣體、易燃易爆氣體、放射性氣體、含有塵埃 的氣體和可凝性氣體(例如水蒸氣、有機氣體等);

      6) 能做氣體傳輸泵使用,壓縮比良好,可達10-105;

      7) 轉子對懸浮在泵腔內,轉子對間,轉子與泵腔間不接觸,無摩擦,使用 壽命長。

      爪型干式真空泵的應用

      石化行業:

      (1)能抽除酸性氣體:如四氫呋喃等。(2)能抽除可凝性氣體:如酒精、汽油等。(3)能抽除易燃易爆氣體:如氧氣、氫氣、甲烷等。(4)防腐系列能抽除強酸性氣體:如氯化氫氣體、氟化氫氣體、硫酸氣體等。

      醫藥行業:

      結晶、蒸餾、升華、干燥、脫臭、聚合、真空蒸發、負壓過濾、單體回收、吸附/脫附、物料輸送腐、蝕性介質、環氧乙烷消毒等。

      食品行業:

      升華、干燥、脫水、真空蒸發、真空保鮮、真空包裝等。

      科研院所:

      旋蒸、蒸餾、精餾、聚合、負壓抽濾、真空干燥、中試裝置、風洞試驗、真空環境模擬等。

      電子光伏:浸漬、真空鍍膜、離子刻蝕、分子束外延等。

      航天航空:釬焊、真空鍍膜、電子束焊、風洞試驗、空間環境模擬等。

      冶金行業:浸漬、擠出、真空鍍膜、離子刻蝕、泥料脫氣、鋼水脫氣、分子束外延等。

      核工業:零泄露爪泵可抽除UF6氣體

      其它行業:中央空調、室內真空、污水處理、鋰電池制造等。

      2水環式真空泵

      水環式真空泵的工作原理

      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,是屬于低壓的壓縮機,其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。

      由于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。

      水環式真空泵工作原理如原理圖:葉輪偏心地安裝在泵體內,起動時向泵內注入一定高度的水作為工作液。當葉輪按圖中指示的方向順時針旋轉時,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。水環的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切,水環的下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葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點,那么葉輪在旋轉前180°時小腔的與端面上的吸氣口相通,在轉動時容積由小變大,壓強不斷降低,當低于被抽容器的壓強時,被抽氣體不斷被抽進來,當吸氣終了時腔體則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉時,腔與排氣口相通,腔體由大變小,使氣體不斷被壓縮,當氣體的壓強大于排氣壓強時,氣體被排出泵外。水環泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變容式真空泵。

      水環式真空泵的基本類型與特點

      水環泵按不同結構可分成如下幾種類型:

      (1) 單級單作用水環泵:單級是指只有一個葉輪,單作用是指葉輪每旋轉一周,吸氣、排氣各進行一次。這種泵的極限真空較高,但抽速和效率較低。

      (2) 單級雙作用水環泵:單級是指只有一個葉輪,雙作用是指葉輪每旋轉一周,吸氣、排氣各進行二次。在相同的抽速條件下,雙作用水環泵比單作用水環泵大大減少尺寸和重量。由于工作腔對稱分布于泵輪轂兩側,改善了作用在轉子上的載荷。此種泵的抽速較大,效率也較高,但極限真空較低。

      (3) 雙級水環泵:雙級水環泵大多是單作用泵串聯而成。實質上是兩個單級單作用的水環泵的葉輪共用一根心軸聯接而成。它的主要特點是在較高真空度下,仍然具有較大的抽速,而且工作狀況穩定。

      (4) 大氣水環泵:大氣水環泵實際是大氣噴射器串聯水環泵的機組。水環泵前面串聯大氣泵是為了提高極限真空,擴大泵的使用范圍。

      水環真空泵的優點:

      (1)結構簡單,制造精度要求不高,容易加工。操作簡單,維修方便

      (2)結構緊湊,泵一般與電動機直聯,轉數較高。用較小的結構尺寸,可以獲得較大的排氣量。

      (3)泵腔內沒有金屬摩擦表面,無須對泵內進行潤滑。轉動件和固定件之間密封可直接由水封來完成。

      (4)泵腔內壓縮氣體過程溫度變化很小,可認為是等溫壓縮,故可以抽除易燃、易爆的氣體。

      (5)由于沒有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體及氣水混合物。

      水環真空泵的缺點

      (1)效率低,一般在30%左右,較好的可達50%。

      (2)真空度低。這不僅是因為受到結構上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。

      總的說來,由于水環泵具有等溫壓縮和用水作封液,可以抽除易燃、易爆及腐蝕性氣體,還可以抽除含有灰塵和水分的氣體等突出優點,所以得到了廣泛的應用。

      水環真空泵的應用

      在電力行業中的應用:冷凝器抽真空、真空吸水、煙氣脫硫、飛灰輸送、渦輪機密封管排氣(公眾號:泵管家)、真空排氣、排出地熱氣。

      在石油化工行業中的應用:氣體回收、氣體回收、燃氣升壓、強化的石油回收、氣體收集、原油穩定化、原油真空蒸餾、排氣壓縮、蒸汽回收/氣體升壓、過濾/除臘、尾氣回收、聚酯生產、PVC生產、包裝、循環氣壓縮、變壓吸附(PSA)、生產、乙炔與氫氣等易燃易爆氣體壓縮、原油減壓蒸餾中的塔頂真空系統、真空結晶與干燥、真空過濾、各種物料的真空輸送。

      在制行業中的應用:干燥 (托盤、旋轉、翻轉、錐形和冷凍干燥器)、再生產/反應堆干燥、蒸餾、除氣、晶化/汽化、加注和/或材料轉移。

      在紙漿和紙張生產中的應用:黑液蒸發、粗漿洗漿機、石灰泥漿和過濾器、沉淀物過濾器、真空脫水機、原料和白水除氣系統、調漿箱壓縮機、吸水箱、伏輥、吸移輥和傳遞輥、真空壓榨、毛布吸水箱、防吹箱。

      在塑料行業中的應用:擠出機除氣、定型臺 (剖面)、EPS 發泡、干燥、氣動輸送裝置、氯乙烯氣體抽取和壓縮。

      在器械中的應用:蒸汽滅菌、呼吸裝置、氣褥、防護服、牙科儀、中央真空系統。

      在環保行業中的應用:廢水處理、沼氣壓縮、真空加水、廢水凈化/活性污泥箱氧化、魚塘通風、垃圾產生氣體回收(生物氣體)、沼氣回收 (生物氣體)、廢物處理機。

      在食品和飲料行業中的應用:鮭魚清潔機、礦泉水除氣、色拉油及脂肪除臭、茶葉和調味品殺菌、香腸火腿生產、煙草制品濕化、真空蒸發器。

      在包裝行業中的應用:給包裝袋充氣,以充填貨物、采用抽氣方式帶開袋子、運輸包裝材料和產品、貼附標簽及包裝帶有膠水的物品、采用真空機械手抬高紙板箱,并對其進行組裝、真空包裝和換氣包裝(MAP)、PET容器生產、塑料顆粒的干燥、塑料顆粒的輸送、擠出機除氣、噴射模塑、注塑件的脫膜及處理、注塑件的干燥、瓶體吹塑、等離子處理,以設置隔離層、瓶體氣動輸送、充填與灌裝 、貼標簽、包裝和制模、回收。

      在木材加工行業中的應用:保持與抓舉、木材干燥、木材保存、原木浸漬。

      在海運行業中的應用:冷凝器排氣、中央真空抽水、船用低壓空氣壓縮機、渦輪機密封管排氣。

      在設施處理中的應用:烘干地板、水路管防腐保護、中央真空清潔系統。

      在冶金行業中的應用:鋼鐵除氣。

      在制糖工業中的應用:制備CO2、污物過濾、在蒸發器與真空吸盤中的應用。

      3螺桿型干式真空泵

      螺桿型干式真空泵的工作原理

      螺桿泵的工作循環可分為吸氣、壓縮和排氣三個過程。隨著轉子旋轉,每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環,現以其中的一對齒來說明。

      1. 吸氣過程

      下圖示出螺桿泵的吸氣過程,所研究的一對齒用箭頭標出。在圖中,陽轉子按逆時針方向旋轉,陰轉子按順時針方向旋轉。圖中的轉子端面是吸氣端面。

      圖a示出吸氣過程即將開始時的轉子位置。在這一時刻,這一對齒前端的型線完全嚙合,且即將與吸氣口連接。隨著轉子開始轉動,由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積,這個齒間容積的擴大,在其內部形成了一定的真空,而此齒間容積又僅與吸氣口連通,因此氣體便在壓差作用下流入其中,如圖b中陰影部分所示。在隨后的轉子旋轉過程中,陽轉子齒不斷從陰轉子齒的齒槽中脫離出來,齒間容積不斷擴大,并與吸氣孔口保持連通。

      吸氣過程結束時的轉子位置如圖c所示,其最顯著的特點是齒間容積達到最大值。隨著轉子的旋轉,所研究的齒間容積不會再增加。齒間容積在此位置與吸氣孔口斷開,吸氣過程結束。

      2 壓縮過程

      下圖示出螺桿泵的壓縮過程。圖中的轉子端面是排氣端面。在這里,陽轉子沿順時針方向旋轉,陰轉子沿逆時針方向旋轉。

      圖a示出螺桿泵壓縮過程即將開始時的轉子位置。此時氣體被轉子齒和機殼包圍在一個封閉的空間中,齒間容積由于轉子齒的嚙合就要開始減小。 隨著轉子的旋轉,齒間容積由于轉子齒的嚙合而不斷減小。被密封在齒間容積中的氣體被占據體積也隨之減小,導致壓力升高,從而實現氣體的壓縮過程,如圖b所示。壓縮過程可一直持續到齒間容積即將與排氣孔口連通之前。如圖c所示。

      3 排氣過程

      下圖示出螺桿泵的排氣過程。齒間容積與排氣孔口連通后,即開始排氣過程。隨著齒間容積的不斷縮小,具有排氣壓力的氣體逐漸通過排氣孔口被排出

      所示。這個過程一直持續到齒末端的型線完全嚙合,如圖b所示。此時,齒間容積內的氣體通過排氣孔口被完全排出,封閉的齒間容積的體積變為零。

      干式螺桿真空泵特征

      ①可靠性高。螺桿式干式真空泵零部件少,沒有易損件,因此它運轉可靠,壽命長。

      ②操作維護方便。

      ③動力平衡性好。螺桿式干式真空泵沒有不平衡的慣性力,機器可平穩地高速運行。

      ④適應性強。螺桿式干式真空泵具有強制輸氣的特點,在寬廣的壓力范圍內能保持較高的抽速,排氣量幾乎不受排氣壓力的影響.

      ⑤多相混輸。由于螺桿式干式真空泵轉子齒面間留有微小間隙,因而可抽除腐蝕性、有毒、含有粉塵、可凝性蒸汽等多種氣體。

      螺桿式干式真空泵的應用

      螺桿式干式真空泵廣泛應用于電子、核能、化工、醫藥、食品工業等領域。在半導體工業中用于生產芯片、制造液晶顯示器、蝕刻、生產PLASMA的CVD制程。在核工業中用于核反應堆及核工業真空獲得;化工上用于真空蒸餾及溶劑萃取高效回收溶劑,在脂肪酸生產中用來消除水污染,清除噴射器中的阻塞物;醫藥工業中用于回收藥液及藥物中間體,為人造器官生產提供清潔無菌條件,回收氣體消毒劑;食品工業中用于香料、香精濃縮,食品包裝等。應用范圍極為廣泛。具體如下:

      具體應用:干燥處理、真空蒸餾、分子蒸餾、溶劑的回收、油氣回收、工廠普通真空、電子、真空鍍膜、航空、核工業領域 能夠抽除普通空氣,易燃易爆氣體、腐蝕性氣體,尤其能滿足對獲得清潔真空要求較高的環境。 具體應用:真空鍍膜、真空蒸餾、真空干燥、拉單晶、特氣制造、離子刻蝕等。

      紡織、冶金等行業 在氨綸、芳綸、纖維、冶金等相關工藝中應用干式真空泵, 具體應用:真空脫泡、VOD真空吹氧脫碳法等。

      一類是以半導體行業為代表,要求真空泵向被抽空間內的返流為零,以保護工件免受污染。對半導體行業中應用的真空系統的要求大體分為三個等級。①清潔條件下的抽氣,只抽干空氣或含少許水蒸汽的空氣;②中等條件下的抽氣,抽除工藝過程的反應氣體,但無固體顆粒物;③惡劣條件下的抽氣,抽除化學反應物(有毒甚至致癌)及固體顆粒物。

      另一類是以石化行業為代表,要求真空泵能大量抽除可凝性氣體,或腐蝕性氣體,或有毒氣體,或含有微塵的氣體。螺桿式干式真空泵廣泛應用于電子、核能、化工、醫藥、食品工業等領域。在半導體工業中用于生產芯片、制造液晶顯示器、蝕刻、生產PLASMA的CVD制程。在核工業中用于核反應堆及核工業真空獲得;化工上用于真空蒸餾及溶劑萃取高效回收溶劑,在脂肪酸生產中用來消除水污染,清除噴射器中的阻塞物;醫藥工業中用于回收藥液及藥物中間體,為人造器官生產提供清潔無菌條件,回收氣體消毒劑;食品工業中用于香料、香精濃縮,食品包裝等

      4往復式真空泵

      往復式真空泵的工作原理

      往復式真空泵(又稱活塞式真空泵),屬于低真空獲得設備之一,它的極限壓力一般在1330~2660P 往復式真空泵(簡稱往復泵)又名活塞式真空泵,屬于低真空獲得設備之一。它與旋片式真空泵相比較,它能被制成大抽速的泵;與水環式真空泵相比,效率稍高。這類泵的主要缺點是結構復雜,體積較大,運轉時振動較大等

      除上述主要部件外還有排氣閥4和吸氣閥5等重要部件,以及機座、曲軸箱、動密封和靜密封等輔助部件。運轉時,在電動機的驅動下,通過曲柄連桿機構的作用(旋轉運動轉變成直線運動),使氣缸內的活塞作往復運動。當活塞在氣缸內從左端向右端運動時,由于氣缸的左腔體積不斷增大,左腔空間的壓強不斷的降低,當左腔空間內的壓強低于被抽容器內的壓強,根據氣體壓強平衡的原理,被抽容器內的氣體經過吸氣閥5不斷地被抽進左腔,此時正處于吸氣過程。

      當活塞達到最右位置時,氣缸左腔內就充滿了氣體。接著活塞從右端向左端運動,此時吸氣閥5自動關閉。氣體隨著活塞從右往左運動而逐漸被壓縮。當氣缸內的氣體達到排氣壓力時,此時排氣閥4被打開,氣體被排出,完成了一個工作循環。當活塞在從左端向右端運動時,重復上述循環,如此反復下去,被抽容器內最終達到某一穩定的平衡壓力為提高抽氣效率,一般在氣缸的兩端均設有吸氣閥和排氣閥,然后用管路將氣缸兩端的吸氣口和排氣口并聯起來。

      往復式真空泵它的抽速范圍比較大,從50L/S到600L/S,適用于石油、化工、醫藥、食品、輕工、冶金、電氣等行業中的真空浸漬、鋼水真空處理、真空蒸餾、真空蒸發、真空濃縮、真空結晶、真空干燥、真空過濾及混凝土的真空作業等方面的抽除氣體。往復式真空泵不適用于抽除含氧過高的、有爆炸性的、對金屬有腐蝕性的、以及含有顆粒塵埃的氣體,也不適用于把氣體從一個容器輸送到另一個容器,作輸送泵用。往復式真空泵適用于抽送不含固體顆粒、無腐蝕性的氣體,這種真空泵的抽氣速率較大,真空度較高。故在化工廠中廣泛應用。但其結構復雜,維修量大。

      往復式真空泵,是獲得粗真空的主要設備之一,它用于從密閉容器中或反應鍋中抽除真空或其它氣體,它不適用于抽除腐蝕性的氣體或者帶有硬顆粒灰粉的氣體。

      往復式真空泵的結構組成:

      1、往復式真空泵機械傳動部分和氣體流通部分。機械傳動部分整個結構原件裝在一個封閉的機體內,曲軸被支承在機體兩旁的圓錐滾子軸承中。

      2、往復式真空泵曲軸一端裝有一個大帶輪,以驅動傳動部分。連桿把曲軸的軸頸和十字頭連接起來。活塞桿的一端旋入十字頭的螺孔中,另一端裝在活塞的錐孔并以螺母固定之。

      3、往復式真空泵電動機和裝在軸上的小帶輪通過三角膠帶帶動曲軸旋轉,這樣通過連桿和十字頭的作用,使活塞在氣缸中作往復運動。

      4、往復式真空泵連桿曲軸機構在機體內運動時,使油池中的潤滑油飛濺以潤滑軸承、曲軸頸、十字頭和滑道等磨擦表面。為了便于檢查和維修傳動機構,機體兩側和后面裝有可拆卸的門蓋,在后蓋上裝有油窗以批示機體內油池的油面高度

      往復式真空泵的應用

      w型往復式真空泵已被廣泛應用于各種工業部門,例如化工或食品工業中的真空蒸餾、蒸發、結晶、干燥和過濾,真空冶金工業中的除氣,電氣工業上的浸滲等。不適用于抽除含氧過高的、有爆炸性的、對金屬有腐蝕性的、與泵油會起化學反應的以及含有顆粒塵埃的氣體,也不適用于把氣體從一個容器輸送到另一個容器,作輸送泵用。所以化工、制藥行業選型要謹慎。

      往復式真空泵選型須知:

      往復式真空泵產品名稱與型號,往復式真空泵管道口徑,往復式真空泵使用揚程(m),往復式真空泵電機功率(KW),往復式真空泵電機轉速(r/min),往復式真空泵電壓〔V〕,往復式真空泵使用的吸程(m),往復式真空泵使用的介質名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性。

      5噴射真空泵

      蒸汽噴射真空泵有一定壓強的工作,蒸汽通過拉瓦爾噴咀,減壓增速(蒸汽的勢能轉變為動能)以超音速噴入混合室,與被抽介質混合,進行能量交換,混合后的氣體進入擴壓器,減速增壓(動通轉化為壓強能),為了減少后級泵的抽氣負荷,配置冷凝器,通過有一定溫差的兩種介質對流,進行熱交換,達到冷凝高溫介質目的,排到大氣壓。

      噴射真空泵的內部構件主要有拉瓦爾噴嘴和擴壓器組成,單級蒸汽噴射泵的結構如圖1所示,其它各級的結構形式與此基本相同。

      其工作過程可分為三個階段:絕熱膨脹階段、混合階段、壓縮階段。

      在絕熱膨脹階段,工作蒸汽通過縮放噴嘴后,壓力能轉化為速度能,以極高的速度進入擴壓器,同時工作蒸汽的壓力在噴嘴出口處下降,形成真空把被抽氣體吸入;

      混合階段,被抽氣體進入擴壓器,在擴壓器中,蒸汽與被抽氣體發生碰撞、混合,進行能量交換,到擴壓器喉部完成混合,兩種氣體達到同一速度;

      壓縮階段,經過擴壓器喉部后,混合氣速度降低,壓力進一步上升,在擴壓器出口達到大氣壓力或后一級噴射器的入口壓力,把被抽氣體排出

      水噴射真空泵結構優點

      水噴射真空泵由器體、器蓋、噴咀、噴咀座板、導向盤、擴壓管及單向閥等部件組成,噴咀用不銹鋼制造,噴咀座板由優質鋼加工,其余零件則系鑄鐵鑄造,噴咀 采用多噴咀的結構形式,以便得到較大的水-汽接觸面積,有利于熱交換的進行,獲得較好的真空效果。噴咀座板加工精密,精度較高,以便噴射水流準確地聚集在同一的焦點。導向盤用于減慢蒸汽(或空氣)的流速,使蒸氣均勻地導入器室以免噴射水流偏斜,降低抽射效能。水噴射真空泵整個裝置結構緊湊精密,強度亦較高,用于真空蒸發系統中,由于能把冷凝器的冷凝作用與與真空泵的抽氣作用合并在一個設備中同時 大大地簡化了工藝流程,比之原來用真空泵與舊式冷凝器的裝置,可以節省去真空 空泵、冷凝器、分水器等設備,并且還有下列優點:

      (1)水力噴射體積小、重量輕、結構緊湊。而效能又比較高,耗電量低于真空系統,投資省。

      (2)操作簡單維修方便,不用專職人員看管

      噴射式泵的種類

      噴射式泵屬于流體作用泵,是利用流體流動時能量轉化以達到輸送流的裝置。噴射泵的工作流體可以是水蒸氣、空氣、水和油等。噴射式真空泵又稱為射流真空泵,是利用噴嘴的高速射流來抽除容器中的氣體來獲得真空的,在化工生產上主要用作真空泵,在蒸發和蒸餾過程中廣泛使用(公眾號:泵管家)。

      噴射式泵的工作流體可以是蒸汽,也可以是水,還可以是其他液體或氣體。工作蒸汽在高壓下經噴嘴以很高的速度噴出,在噴射過程中,蒸汽的靜壓能轉變為動能,因而在吸入口處造成了一個低壓區,將所輸送的流體吸人。吸入的流體與蒸汽混合后進入擴大管,流速逐漸降低,壓強隨之升高,并從壓出口排出。

      1.水蒸氣噴射泵

      水蒸氣噴射泵的工作介質為水蒸氣,它是能直接對大氣排氣的一種射流真空泵。如圖11 15所示,其工作過程分為3個階段:一是絕熱膨脹階段,即工作蒸汽通過噴嘴絕熱膨脹的過程,工作蒸汽將其壓力能轉化為速度能,并以很高的速度噴射出;二是混合階段,即工作蒸汽與被抽氣體進行混合并使兩股氣流進行能量交換的過程,被抽氣流的速度得到增加,而工作蒸汽將攜帶著被抽氣體進到擴壓器中;三是壓縮階段,工作蒸汽與被抽氣體一邊繼續進行能量交換.一邊逐漸被壓縮,使動能又轉化為位能,當到達擴壓器的喉部完成混合階段并使兩種氣流達到同一速度,此后再經過擴散,使速度降低和壓力進一步擴大,然后將被抽氣體排出噴射器,從而完成蒸汽噴射泵的工作過程

      2.空氣噴射泵

      空氣噴射泵與水蒸氣噴射泵的工作原理相類似,但其工作介質則為壓縮空氣或常壓空氣。根據工作介質是高壓空氣還是常壓空氣,可將其分為一般空氣噴射泵和大氣噴射泵。

      一般空氣噴射泵因工作介質的耗量很大,故必須配備容量大的空氣壓縮機;一般空氣噴射泵.大多數是以單級使用的。

      大氣噴射泵通常以一級或二至三級串聯工作,并常安裝在水環真空泵的進VI而組成高真空機組,以提高水環真空泵的極限真空度和擴大工作壓力范圍。

      3.水噴射真空泵

      當真空度要求不太高時,可采用一定壓力的水作為工作介質的水噴射真空泵。水噴射的速度,通常為15~30m/s左右。它雖屬于粗真空裝置.但其具有產生真空和冷凝蒸汽的雙重作用,所以得到廣泛應用。水噴射真空泵的工作原理與蒸汽噴射泵相類似,其效率通常在30%以下。

      噴射泵的應用

      噴射式真空泵結構簡單,制造容易,沒有運動部件,不易發生故障,維修工作量小。能輸高溫的、腐蝕性的以及含有固體顆粒的流體。但其效率較低,一般在25%~30%左右。在石油化工生產中,噴射泵不僅用來代替機械式真空泵,而且還廣泛用于混合器、冷卻器、吸收器等。

      噴射泵是被廣泛應用于輸送,壓縮混合氣體和蒸汽、液體和固體的設備,氣體或液體常被作為動力介質。噴射泵用于產生真空是另一個非常重要的應用。

      噴射泵適用于高溫、高壓、高真空領域,如真空蒸發、真空干燥、真空制冷、真空蒸餾,還可提升液、堿或含有磨料的懸浮液,也適用于強輻射的特殊環境。

      噴射泵在產生真空方面的應用:

      1、因為噴射泵的多樣性,其已被廣泛應用于各個領域,例如,化學反應器、排氣系統、水處理設備、混合槽、儲存槽、廢水處理設備、加熱系統、加熱供氣系統、電廠、游泳池、鮭廠的供水等。以及不同工業領域中真空的形成。

      2、用水蒸汽作為動力介質的噴射泵形成真空是一個重要應用領域。其輸送的高速噴射相當于聲速的幾倍,因此噴射泵也能夠輕而易舉地在真空中處理大容量的物質。

      3、因為單級噴射泵只能克服極其有限的壓縮比,當抽吸壓力低時,幾個噴射泵必須串聯安裝。多級水蒸汽噴射真空泵的抽吸壓力可以達到低至0.01mbar。為了冷凝大部分的動力水蒸汽并使下一級的抽吸量減少到最小,一般在兩個噴射泵中間安置一個冷凝器。根據應用場合,采用直接接觸冷凝器或表面冷凝器。

      4、在噴射泵中主要以水蒸汽作為動力介質。在絕大部分工業中,水蒸汽作為基本的能量被大量地生產,因此非常容易獲得。在動力水蒸汽的冷凝過程中,或多或少會產生廢水。雖然量很小,而且即使把廢水的排放費用考慮進去,水蒸汽噴射泵仍是最經濟的真空泵,但對真空噴射泵來說總是有一定的負面影響。

      5、因此作為一種選擇,產品蒸汽被愈來愈多地應用于噴射泵的操作。例如,溶劑蒸汽、氯苯、甲苯、丁二醇、乙烯、乙二醇、呋喃。

      6、在這種情況下,動力蒸汽冷凝后再次蒸發被利用作為動力介質。由于有機蒸汽的蒸發溫度低,在大多數情況下,這種操作方式比采用水蒸汽運行更有利于節省能源。

      7、采用產品蒸汽作為動力介質的噴射泵的另一重要操作范圍是在工藝物料中不允許混入水。為了獲得最佳的效率,采用產品蒸汽作為動力介質的噴射泵仍需詳細的研究。

      8、噴射泵的優點:就結構和功能而言,這種噴射泵同采用水蒸汽作為動力介質的真空噴射泵并無大的差別,而且有著相同的優點:結構簡單;操作安全可靠,無需保養;使用壽命長,耐磨損;適當選材可具耐腐蝕性;所有材料均可制造。另外,由于冷凝液循環使用,無排放污染。

      噴射真空泵應用于各種工業領域,如下是幾個重要的應用領域。

      1、在化工方面GEA噴射泵公司已經開發了組合泵,并已普遍應用。這種泵的顯著特點是外形緊湊及雙設計構造。兩個平行的泵既能相互獨立交替操作,也能?同時操作,因此就可能在不停車的情況下進行維修。

      2、在化學工業中,如果不銹鋼不能滿足耐腐要求,可使用陶瓷/石墨的真空噴射泵來脫除腐蝕性氣體和水蒸汽。噴射泵用陶瓷制成,表面冷凝器由石墨制成。?表面冷凝器由一緊湊的冷凝器組合而成。這種結構有著尺寸小,所需空間少及現場組裝簡單的優點。

      3、在煉油廠,水蒸汽真空噴射泵同液環泵組合用于煉油廠的減壓精餾塔系統。這兩種泵的組合保持很低的蒸汽、水和電的消耗。由于能輸送所產生的大量氣體?(在104~106m3/h范圍內),GEA噴射泵公司的水蒸汽真空噴射泵對此用途是非常合適的。同時,運行安全可靠,并不易發生故障。

      4、同樣,涉及大體積流的情況是在煉鋼脫氣的真空產生中。為了生產一定品質的鋼,一些生鋼的處理過程需在真空下進行。這種真空泵必須有兩個作用。一是?迅速抽空操作容器,以達到所需的壓力。這意味著真空噴射泵的初始揣吸量必須很大(幾千kg/h)。二是保持低壓的同時脫除大量惰性氣體(大約相當于0.6mbar下,幾百kg/h)。

      5、另外,真空噴射泵還用以可食用油脫臭、化學合成物的聚合物的生產、海水脫鹽、油脫水、食品、飲料和煙草的調理、紡紗浴的抽吸及其它許多應用領域。

      6旋片式真空泵

      工作原理:

      旋片泵的旋片把轉子、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,正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的,正處于排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的,正處于壓縮過程。

      由于空間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于空間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,最后與排氣口相通。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,再經低真空級壓縮后排至大氣中,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。

      旋片式真空泵的特點及適用范圍:

      特點:

      真空泵吸氣口安裝有金屬絲網的粗過濾器。能防止固體的外來塵粒吸入泵腔。油分離器內安裝有高效油氣分離效果的排氣過渡器。停泵時,內置于吸氣口的吸氣閥使泵與被抽系統隔離,防止油返入被抽系統。泵由空氣冷卻。XD旋片真空泵所有的泵均由直聯的電動機通過彈性聯軸器驅動。

      適用范圍:

      1.真空泵適用于密閉系統的抽真空使用。如真空包裝、真空成形、真空吸引。

      2.入口壓力范圍:100Pa—100000 Pa,超出此范圍工作真空泵排氣口將有油霧產生。XD型旋片式真空泵工作環境溫度和吸入氣體溫度應在5℃~40℃之間。

      3.真空泵不能抽除水或其它液體。不能抽除易爆、易燃、含氧量過高的、腐蝕性的氣體。

      4.一般供應的電動機不防爆,如要求防爆或其它特殊要求時電動機必須符合相關的標準。

      旋片式真空泵的應用:

      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、石油及醫藥等生產和科研部門。 旋片式真空泵是抽除氣體的基本設備之一,它可單獨使用,也可與增壓泵、擴散泵、分子泵等超高泵連接在一起作為前級泵使用。

      1、旋片式真空泵是用以抽除特定密封容器內的氣體,使該容器獲得一定真空的基本設備,由于現代科學技術的高度發展,旋片真空泵的應用遍及各個科學領域和各種企業事業單位,可供冶金、化工、輕工、石油、醫療、制藥、印染、電器、電真空、半導體、食品、原子能、紡織等科研機關、大專院校、工礦企業作科研和生產與教學之用。并廣泛在榨油機上使用。

      2、由于旋片真空泵是用黑色金屬制造,而且比較精密,整個泵的工作都是聯系在一起的,所以旋片真空泵不適用于抽除含氧過高的、有毒的、有爆炸性的浸蝕黑色金屬的和對真空油起化學作用的各種氣體,也不可做為壓縮機和輸送泵使用。如有氣鎮裝置的泵,可抽除一定地的可凝汽體。

      性能特點

      旋片真空泵是由旋片分隔的泵腔工作室容積周期性變化以實現抽氣的真空泵,當采用工作液來進行潤滑并填充泵腔死隙,分隔排氣閥和大氣時,即為通常所稱的迅達真空泵的旋片真空泵,在性能上有如下特點

      1.體積小、重量輕、噪音低;

      2.設有氣鎮閥,可抽除少量水蒸氣;

      3.極限真空度高;

      4.內裝強制進油,潤滑充分,性能可靠;

      5.設有自動防返油雙重保險裝置;

      6.保持進氣壓強為1.33×10Pa時仍可連續運轉;

      7.不漏油、不噴油、不污染工作環境,排氣裝置有專配油霧收集器;

      8.可以配備小口徑轉換接頭和國際標準的KF接口。

      旋片式真空泵的使用特點

      抽氣速率: 4~100L/S (升/秒)

      極限壓強: ≤6*10-2Pa (帕)

      極限真空: ≤1.3Pa (帕)

      氣體類型: 常溫無其它混合物的清潔干燥空氣,不許有含其它粉塵及水分的空氣。

      工作要求: 進口壓強在大于6500Pa時連續工作時間,不得超過3分鐘以免噴油引起泵損。

      工作要求: 進口壓強在小于1330pa的條件下,允許長時期連續工作。

      環境溫度: 真空泵一般在不低于5℃的室溫及不高于90%的相對溫度的環境內使用。

      7. 滑閥式真空泵

      工作原理:

      滑閥式油封機械泵(簡稱滑閥泵)同旋片泵一樣,也是一種變容式氣體傳輸泵。其和范圍和使用條件與旋片泵基本相同。

      這種泵亦分單級泵和雙級泵兩種,有立式和臥式兩種結構形式。

      這種泵主要由泵體及在缸內作偏心轉動的滑閥所組成。在泵缸中,裝有滑閥環(4),其內裝有偏心輪(3)。偏心輪固定在軸(2)上,軸與泵缸中心線相重合。在滑閥環上裝有長方形的滑閥桿(5),它能在半圓形滑閥導軌(7)中上下滑動及左右擺動,因此泵缸被滑閥環和滑閥桿分隔為A,B兩室,泵在運轉過程中,由于A, B兩室容積周期性地改變(極小與極大之間),從而達到抽氣的目的。雙級型的滑閥泵,實際上是由兩個單級泵串聯起來的,它的高、低真空室在同一泵體內,有的是直接鑄造成一個整體,有的是壓入中隔板來把泵腔分為高、低兩室。但二者的前后兩室均不直接有孔相通,而是高真空室把容器中的氣體吸入經膨脹壓縮后排到泵腔上部空腔,再由低真空室吸入經膨脹壓縮過程排出泵外。

      滑閥泵由于其結構特點,容量比旋片泵大得多,因此常常被用在大型真空設備上。滑閥泵有單級和雙級兩種型式。單級泵的極限壓力對小泵≤0.6Pa,對大泵≤1.3Pa(均關氣鎮),雙級泵的極限壓力≤0.06Pa(關氣鎮)。抽速大于150L/s的滑閥泵多采用單級型式。

      由于滑閥泵的旋轉質量有較大的偏心,如果滑很好的質量平衡,在運轉時會產生較大的振動。但泵旋轉質心的運動軌跡是形狀復雜的封閉曲線,因此很難實現對滑閥泵慣性力的完全平衡。做好滑閥的質量平衡,減少泵的振動一直是滑閥泵需要解決的一個重要課題。

      滑閥式真空泵的結構特點

      滑閥式真空泵是工業領域常用的一種油封式真空泵。區別于其他油封式真空泵,它最大的特點是通過滑閥式轉子在泵浦內做機械運動,改變腔體容積來達到特定的抽氣母的。因此滑閥式真空泵也是一種容積式泵浦。與其他油封式真空泵一樣也可以抽取一般性氣體或含有少量可凝性氣體,在不同領域的真空應用也較為廣泛。

      與一般旋片式真空泵一樣,滑閥式真空泵也有單級與雙極之分,當然根據它的結構特征還有立式和臥式兩種不同的結構形式。單級滑閥式真空泵極限真空值一般可以抽到0.4^-1.3Pa,雙級滑閥式真空泵的極限壓力可以抽到6 X 10-2 ---10-'Pa的范圍內。在實際工業應用中,超過一般抽速超出150L/S的工藝要求的,通常采用單級式滑閥真空泵。

      由于結構上的特點,使得這種泵具有能夠長期在較高壓強和較差的抽氣條件下工作、使用壽命長等優點,在各個領域(例如真空冶煉、真空干燥、真空鍍膜、真空浸潰等其他真空作業領域)都得到了廣泛的應用。由于滑閥泵耐用、可靠,能在惡劣的抽氣環境下工作,因此它可以單.獨使用,也可作為其他真空泵的前級泵。

      滑閥泵有單級H型、雙級2H型:滑閥式真空泵適用于抽吸空氣及其他一般性氣體,當使用氣鎮時,亦能抽吸含有掌上少量的可凝性氣體(如水蒸汽)。當抽吸含氧過高的、有爆炸性的、對黑色金屬有腐蝕性的、對真空油起化學反應的氣體時,應該附加裝置。本型泵可單獨使用,也可作為擴散泵、油增壓泵、羅茨泵等高真空泵的前級泵,相對于旋片式真空泵,H型滑閥泵比較耐用,使用壽命長。該泵在真空鍍膜、真空熱處理、真空燒結、分子蒸餾、航空模擬試驗使用較多。

      滑閥真空泵有以下特點:

      1)經過優化設計配重,振動少,噪聲低。

      2)軸承密封室單獨供油,與泵腔隔開,避免了雜質進入軸承、密封過早損壞。

      3)根據用戶要求,可附帶副油箱,達到冷卻真空油分離雜質的作用。

      4)除老式H-150外,電機均置于泵的上方,結構緊湊,占地面積少

      滑閥真空泵的應用范圍

      廣泛應用在航天、航空、原子、石油、化工、制藥、電工、陶瓷、冶煉、新材料、真空熱處理、真空鍍膜等行業。 滑閥真空機組具有顯著的節能效果,真空度高,高真空區間抽氣量大,可廣泛應用于電力工業的變壓器、電線電纜、電容器的真空浸漬、真空干燥工藝中。是真空鍍膜、真空冶煉、真空熱處理、真空濾油、冷凍干燥;航空模擬試驗較理想的真空設備。如抽吸含有少量水蒸汽或少量粉塵的氣體,應加裝過濾裝置。

      滑閥真空泵的應用要點:

      滑閥泵雖然是一種老泵,但與旋片泵等比較,它具有允許工作壓力高'(104Pa)、抽氣量大、能在較惡劣環境下連續工作,經久耐用等突出優點,所以在真空冶煉、真空干燥、真空浸漬、真空蒸餾等行業得到廣泛的應用隨著真空應用范圍越來越廣泛,在真空干燥、真空浸漬、真空脫水、真空冶煉等行業用滑閥泵抽除氣體都含有大量水蒸汽。如果在真空泵中不能及時排除,就會污染真空泵油,造成真空泵抽氣性能降低。盡管在泵上設置了氣鎮閥,認可降低泵的極限真空,用氣鎮方法抽除可凝性氣體,但對于真空干燥、脫水、煉泥等水蒸汽含量高的抽氣過程來說,用氣鎮方法并不理想,一般有以下方法可試用:

      a滑閥泵與冷凝器配套使用。目前國內多數廠家采用這一方案。原理是將冷凝器串接在泵與被抽容器之間,把真空工藝設備中的大量水蒸汽用冷凝器捕捉成水,從而減少水蒸汽進入真空泵中的數量、降低泵油污染程度。如果適當調節冷凝器出口閥門流量和充分發揮真空泵上的氣鎮閥作用,可以取得較好的抽氣效果。

      b變滑閥泵為熱泵。根據水的物理特性及相圖原理,可將滑閥式真空泵改成熱泵。這樣.可在較高泵腔溫度條件下,抽除大量可凝性水蒸汽。其工作原理如下:用一套自動溫度調節控制器,通過自動控制泵的冷卻水流量來達到控制泵腔溫度的目的。使得在抽氣過程中,泵腔的溫度始終控制在高于水的飽和蒸汽壓溫度,促使被抽氣體中的大量水蒸汽能順利排出。

      為避免出現由于泵腔內溫度較高,泵長期工作可能會出現的泵油變稀、真空度下降、運轉零部件卡死等現象,在設計中可采用耐高溫的泵油如(N-62或N-68)和耐高溫軸承.加大運轉零部件的間隙等

      8羅茨真空泵

      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。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,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。當轉子繼續轉動時,氣體排出泵外。

      羅茨泵的特征是:

      啟動快,耗功少,運轉保護費用低,抽速大、效力高,對被抽氣體中所含的大批水蒸汽和灰塵不敏感,在100~1帕壓力規模內有較大抽氣速率,能敏捷消除忽然放出的氣體。這個壓力規模恰益處于油封式機械真空泵與分散泵之間。因而,它常被串聯在分散泵與油封式機械真空泵之間,用來進步兩頭壓力規模的抽氣量。這時它又稱為機械增壓泵。

      (1)在較寬的壓力規模內有較大的抽速;

      (2)轉子具備良好的幾何對稱性,故振動小,運轉顛簸。轉子間及轉子和殼體間均有間隙,不必光滑,摩擦喪失小,可大大下降驅動功率,從而可完成較高轉速;

      (3)泵腔內無需用油密封和光滑,可增加油蒸氣對真空體系的凈化;


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