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1.旋片式真空泵

工作原理：

旋片泵的旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分，当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。

由于空间A的容积是逐渐增大(即膨胀)，气体压强降低，泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强，因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时，即转至空间B的位置，气体开始被压缩，容积逐渐缩小，最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时，排气阀被压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转，达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级(低真空级)，由低真空级抽走，再经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。

旋片式真空泵的特点及适用范围：

特点：

真空泵吸气口安装有金属丝 的粗过滤器。能防止固体的外来尘粒吸入泵腔。油分离器内安装有高效油气分离效果的排气过渡器。停泵时，内置于吸气口的吸气阀使泵与被抽系统隔离，防止油返入被抽系统。泵由空气冷却。XD旋片真空泵所有的泵均由直联的电动机通过弹性联轴器驱动。

适用范围：

1.真空泵适用于密闭系统的抽真空使用。如真空包装、真空成形、真空吸引。

2.入口压力范围：100Pa—100000 Pa，超出此范围工作真空泵排气口将有油雾产生。XD型旋片式真空泵工作环境温度和吸入气体温度应在5℃~40℃之间。

3.真空泵不能抽除水或其它液体。不能抽除易爆、易燃、含氧量过高的、腐蚀性的气体。

4.一般供应的电动机不防爆，如要求防爆或其它特殊要求时电动机必须符合相关的标准。

旋片式真空泵的应用：

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。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。旋片式真空泵是抽除气体的基本设备之一，它可单独使用，也可与增压泵、扩散泵、分子泵等超高泵连接在一起作为前级泵使用。

1、旋片式真空泵是用以抽除特定密封容器内的气体，使该容器获得一定真空的基本设备，由于现代科学技术的高度发展，旋片真空泵的应用遍及各个科学领域和各种企业事业单位，可供冶金、化工、轻工、石油、医疗、制药、印染、电器、电真空、半导体、食品、原子能、纺织等科研机关、大专院校、工矿企业作科研和生产与教学之用。并广泛在榨油机上使用。

2、由于旋片真空泵是用黑色金属制造，而且比较精密，整个泵的工作都是联系在一起的，所以旋片真空泵不适用于抽除含氧过高的、有毒的、有爆炸性的浸蚀黑色金属的和对真空油起化学作用的各种气体，也不可做为压缩机和输送泵使用。如有气镇装置的泵，可抽除一定地的可凝汽体。

性能特点

旋片真空泵是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，当采用工作液来进行润滑并填充泵腔死隙，分隔排气阀和大气时，即为通常所称的迅达真空泵的旋片真空泵，在性能上有如下特点：

1.体积小、重量轻、噪音低；

2.设有气镇阀，可抽除少量水蒸气；

3.极限真空度高；

4.内装强制进油，润滑充分，性能可靠；

5.设有自动防返油双重保险装置；

6.保持进气压强为1.33×10Pa时仍可连续运转；

7.不漏油、不喷油、不污染工作环境,排气装置有专配油雾收集器；

8.可以配备小口径转换接头和国际标准的KF接口。

旋片式真空泵的使用特点

抽气速率：4~100L/S (升/秒)

极限压强：≤6*10-2Pa (帕)

极限真空：≤1.3Pa (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。

2. 滑阀式真空泵

工作原理：

滑阀式油封机械泵（简称滑阀泵）同旋片泵一样，也是一种变容式气体传输泵。其和范围和使用条件与旋片泵基本相同。

这种泵亦分单级泵和双级泵两种，有立式和卧式两种结构形式。

这种泵主要由泵体及在缸内作偏心转动的滑阀所组成。在泵缸中，装有滑阀环(4)，其内装有偏心轮(3)。偏心轮固定在轴(2)上，轴与泵缸中心线相重合。在滑阀环上装有长方形的滑阀杆(5)，它能在半圆形滑阀导轨(7)中上下滑动及左右摆动，因此泵缸被滑阀环和滑阀杆分隔为A,B两室，泵在运转过程中，由于A, B两室容积周期性地改变(极小与极大之间)，从而达到抽气的目的。双级型的滑阀泵，实际上是由两个单级泵串联起来的，它的高、低真空室在同一泵体内，有的是直接铸造成一个整体，有的是压入中隔板来把泵腔分为高、低两室。但二者的前后两室均不直接有孔相通，而是高真空室把容器中的气体吸入经膨胀压缩后排到泵腔上部空腔，再由低真空室吸入经膨胀压缩过程排出泵外。

滑阀泵由于其结构特点，容量比旋片泵大得多，因此常常被用在大型真空设备上。滑阀泵有单级和双级两种型式。单级泵的极限压力对小泵≤0.6Pa，对大泵≤1.3Pa（均关气镇），双级泵的极限压力≤0.06Pa（关气镇）。抽速大于150L/s的滑阀泵多采用单级型式。

由于滑阀泵的旋转质量有较大的偏心，如果滑很好的质量平衡，在运转时会产生较大的振动。但泵旋转质心的运动轨迹是形状复杂的封闭曲线，因此很难实现对滑阀泵惯性力的完全平衡。做好滑阀的质量平衡，减少泵的振动一直是滑阀泵需要解决的一个重要课题。

滑阀式真空泵的结构特点

滑阀式真空泵是工业领域常用的一种油封式真空泵。区别于其他油封式真空泵，它最大的特点是通过滑阀式转子在泵浦内做机械运动，改变腔体容积来达到特定的抽气母的。因此滑阀式真空泵也是一种容积式泵浦。与其他油封式真空泵一样也可以抽取一般性气体或含有少量可凝性气体，在不同领域的真空应用也较为广泛。

与一般旋片式真空泵一样，滑阀式真空泵也有单级与双极之分，当然根据它的结构特征还有立式和卧式两种不同的结构形式。单级滑阀式真空泵极限真空值一般可以抽到0.4^-1.3Pa，双级滑阀式真空泵的极限压力可以抽到6 X 10-2 —10-‘Pa的范围内。在实际工业应用中，超过一般抽速超出150L/S的工艺要求的，通常采用单级式滑阀真空泵。

由于结构上的特点，使得这种泵具有能够长期在较高压强和较差的抽气条件下工作、使用寿命长等优点，在各个领域(例如真空冶炼、真空干燥、真空镀膜、真空浸溃等其他真空作业领域)都得到了广泛的应用。由于滑阀泵耐用、可靠，能在恶劣的抽气环境下工作，因此它可以单.独使用，也可作为其他真空泵的前级泵。

滑阀泵有单级H型、双级2H型：滑阀式真空泵适用于抽吸空气及其他一般性气体，当使用气镇时，亦能抽吸含有掌上少量的可凝性气体（如水蒸汽）。当抽吸含氧过高的、有爆炸性的、对黑色金属有腐蚀性的、对真空油起化学反应的气体时，应该附加装置。本型泵可单独使用，也可作为扩散泵、油增压泵、罗茨泵等高真空泵的前级泵，相对于旋片式真空泵，H型滑阀泵比较耐用，使用寿命长。该泵在真空镀膜、真空热处理、真空烧结、分子蒸馏、航空模拟试验使用较多。

滑阀真空泵有以下特点：

1）经过优化设计配重，振动少，噪声低。

2）轴承密封室单独供油，与泵腔隔开，避免了杂质进入轴承、密封过早损坏。

3）根据用户要求，可附带副油箱，达到冷却真空油分离杂质的作用。

4）除老式H-150外，电机均置于泵的上方，结构紧凑，占地面积少。

滑阀真空泵的应用范围

广泛应用在航天、航空、原子、石油、化工、制药、电工、陶瓷、冶炼、新材料、真空热处理、真空镀膜等行业。滑阀真空机组具有显著的节能效果，真空度高，高真空区间抽气量大，可广泛应用于电力工业的变压器、电线电缆、电容器的真空浸渍、真空干燥工艺中。是真空镀膜、真空冶炼、真空热处理、真空滤油、冷冻干燥；航空模拟试验较理想的真空设备。如抽吸含有少量水蒸汽或少量粉尘的气体，应加装过滤装置。

滑阀真空泵的应用要点：

滑阀泵虽然是一种老泵，但与旋片泵等比较，它具有允许工作压力高”(104Pa)、抽气量大、能在较恶劣环境下连续工作，经久耐用等突出优点，所以在真空冶炼、真空干燥、真空浸渍、真空蒸馏等行业得到广泛的应用随着真空应用范围越来越广泛，在真空干燥、真空浸渍、真空脱水、真空冶炼等行业用滑阀泵抽除气体都含有大量水蒸汽。如果在真空泵中不能及时排除，就会污染真空泵油，造成真空泵抽气性能降低。尽管在泵上设置了气镇阀，认可降低泵的极限真空，用气镇方法抽除可凝性气体，但对于真空干燥、脱水、炼泥等水蒸汽含量高的抽气过程来说，用气镇方法并不理想，一般有以下方法可试用:

a滑阀泵与冷凝器配套使用。目前国内多数厂家采用这一方案。原理是将冷凝器串接在泵与被抽容器之间，把真空工艺设备中的大量水蒸汽用冷凝器捕捉成水，从而减少水蒸汽进入真空泵中的数量、降低泵油污染程度。如果适当调节冷凝器出口阀门流量和充分发挥真空泵上的气镇阀作用，可以取得较好的抽气效果。

b变滑阀泵为热泵。根据水的物理特性及相图原理，可将滑阀式真空泵改成热泵。这样．可在较高泵腔温度条件下，抽除大量可凝性水蒸汽。其工作原理如下：用一套自动温度调节控制器，通过自动控制泵的冷却水流量来达到控制泵腔温度的目的。使得在抽气过程中，泵腔的温度始终控制在高于水的饱和蒸汽压温度，促使被抽气体中的大量水蒸汽能顺利排出。

为避免出现由于泵腔内温度较高，泵长期工作可能会出现的泵油变稀、真空度下降、运转零部件卡死等现象，在设计中可采用耐高温的泵油如(N-62或N-68)和耐高温轴承．加大运转零部件的间隙等。

3罗茨真空泵

工作原理：

罗茨泵在泵腔内，有二个”8″字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。由于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。罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度，可将罗茨泵串联使用。

罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。

但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵外。

罗茨泵的特征是：

启动快，耗功少，运转保护费用低，抽速大、效力高，对被抽气体中所含的大批水蒸汽和灰尘不敏感，在100～1帕压力规模内有较大抽气速率，能敏捷消除忽然放出的气体。这个压力规模恰益处于油封式机械真空泵与分散泵之间。因而，它常被串联在分散泵与油封式机械真空泵之间，用来进步两头压力规模的抽气量。这时它又称为机械增压泵。

（1）在较宽的压力规模内有较大的抽速；

（2）转子具备良好的几何对称性，故振动小，运转颠簸。转子间及转子和壳体间均有间隙，不必光滑，摩擦丧失小，可大大下降驱动功率，从而可完成较高转速；

（3）泵腔内无需用油密封和光滑，可增加油蒸气对真空体系的净化；

（4）泵腔内无收缩，无排气阀。构造简朴、紧凑，对被抽气体中的灰尘和水蒸汽不敏感；

（5）收缩对比低，对氢气抽气后果差；

罗茨真空泵的应用

罗茨真空泵在石油、化工、塑料、农药、汽轮机转子动平衡、航空航天空间模拟等装置上得到了长期运行的考验，所以应该在国内大力推广和应用。同时罗茨真空泵广泛用于真空冶金中的冶炼、脱气、轧制，以及、食品、医药工业中的真空蒸馏、真空浓缩和真空干燥等方面。真空泵配件为用于真空泵噪声治理的，真空泵消音器。

转子外表为外形较为庞杂的曲线柱面，加工和检讨对比艰难。罗茨泵近几年在海内外得到较快的开展。在冶炼、石油化工、电工、电子等行业得到了普遍的运用。

4.爪型干式真空泵

爪型干式真空泵的工作原理

爪型干式无油真空泵在泵腔内具有若干组相互啮合的爪型转子。转子与转子之间及转子与泵腔之间并不接触，留有微小的间隙，不用任何润滑剂，从而保证了清洁的真空环境。泵的结构采用多级转子窜连的形式，每组转子分别位于不同泵腔做同步反方向运动。泵腔被爪型转子分隔为吸气腔和排气腔两部分。随着转子连续运转，进行循环的吸气排气过程，实现了泵连续抽气的目的。

上图为罗茨转子由0°到360°的抽气过程。在0°位置时（图a），进排气道关闭，吸气腔与排气腔沟通，泵腔内压力均衡相等。当两个转子旋转到50°时（图b），形成负压腔，进气道打开，正压腔压力逐渐提高。工作过程中，此位置是转子正好处于换向泵腔压力平衡的瞬间，转子从该位置再转过一定角度，则转子开始密封分割为吸气腔与压缩排气腔两部分，此时开始做功。此位置进气口打开，随着转子的继续旋转负压腔容积逐渐增大开始吸气，排气腔容积逐渐减小，由于排气口尚未打开，因此气体被压缩，压缩量随排气口上线位置的变化而变化。当转子旋转到155°时，此时负压腔继续进气，排气道打开，开始排气。此位置时泵的吸气做功继续进行，排气口开始打开，被压缩的气体快速排入下一级泵腔。当转子旋转到312°时，进排气口关闭。此位置转子做功以完成一个周期，此时泵腔内压力逐渐恢复均衡状态。（图d）此位置又回到初始位置，随着泵转子的连续旋转，吸气和排气过程循环进行，实现了泵的连续抽气做功，实现了抽真空的目的。转子没转一周，吸气和排气各进行一次。

爪型干式真空泵的特点

1) 泵腔内不含油类等任何介质、清洁抽空，对环境无污染；

2) 真空度高，可达3Pa；

3) 结构简单，易于操作和维护，运行成本低；

4) 能在较高压力下长期连续工作，噪声小；

5) 能抽除腐蚀性气体、有毒气体、易燃易爆气体、放射性气体、含有尘埃 的气体和可凝性气体（例如水蒸气、有机气体等）；

6) 能做气体传输泵使用，压缩比良好，可达10-105；

7) 转子对悬浮在泵腔内，转子对间，转子与泵腔间不接触，无摩擦，使用 寿命长。

爪型干式真空泵的应用

石化行业：（1）能抽除酸性气体:如四氢呋喃等。（2）能抽除可凝性气体：如酒精、汽油等。（3）能抽除易燃易爆气体：如氧气、氢气、甲烷等。（4）防腐系列能抽除强酸性气体：如氯化氢气体、氟化氢气体、硫酸气体等。

医药行业：结晶、蒸馏、升华、干燥、脱臭、聚合、真空蒸发、负压过滤、单体回收、吸附/脱附、物料输送腐、蚀性介质、环氧乙烷消毒等。

食品行业：升华、干燥、脱水、真空蒸发、真空保鲜、真空包装等。

科研院所：旋蒸、蒸馏、精馏、聚合、负压抽滤、真空干燥、中试装置、风洞试验、真空环境模拟等。

电子光伏：浸渍、真空镀膜、离子刻蚀、分子束外延等。

航天航空：钎焊、真空镀膜、电子束焊、风洞试验、空间环境模拟等。

冶金行业：浸渍、挤出、真空镀膜、离子刻蚀、泥料脱气、钢水脱气、分子束外延等。

核工业：零泄露爪泵可抽除UF6气体

其它行业：中央空调、室内真空、污水处理、锂电池制造等。

5水环式真空泵

水环式真空泵的工作原理

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2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。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。

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。

水环式真空泵工作原理如原理图：叶轮偏心地安装在泵体内，起动时向泵内注入一定高度的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。

此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的与端面上的吸气口相通，在转动时容积由小变大，压强不断降低，当低于被抽容器的压强时，被抽气体不断被抽进来，当吸气终了时腔体则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，腔与排气口相通，腔体由大变小，使气体不断被压缩，当气体的压强大于排气压强时，气体被排出泵外。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。

水环式真空泵的基本类型与特点

水环泵按不同结构可分成如下几种类型：

(1) 单级单作用水环泵：单级是指只有一个叶轮，单作用是指叶轮每旋转一周，吸气、排气各进行一次。这种泵的极限真空较高，但抽速和效率较低。

(2) 单级双作用水环泵：单级是指只有一个叶轮，双作用是指叶轮每旋转一周，吸气、排气各进行二次。在相同的抽速条件下，双作用水环泵比单作用水环泵大大减少尺寸和重量。由于工作腔对称分布于泵轮毂两侧，改善了作用在转子上的载荷。此种泵的抽速较大，效率也较高，但极限真空较低。

(3) 双级水环泵：双级水环泵大多是单作用泵串联而成。实质上是两个单级单作用的水环泵的叶轮共用一根心轴联接而成。它的主要特点是在较高真空度下，仍然具有较大的抽速，而且工作状况稳定。

(4) 大气水环泵：大气水环泵实际是大气喷射器串联水环泵的机组。水环泵前面串联大气泵是为了提高极限真空，扩大泵的使用范围。

水环真空泵的优点：

(1)结构简单，制造精度要求不高，容易加工。操作简单，维修方便。

(2)结构紧凑，泵一般与电动机直联，转数较高。用较小的结构尺寸，可以获得较大的排气量。

(3)泵腔内没有金属摩擦表面，无须对泵内进行润滑。转动件和固定件之间密封可直接由水封来完成。

(4)泵腔内压缩气体过程温度变化很小，可认为是等温压缩，故可以抽除易燃、易爆的气体。

　(5)由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体及气水混合物。

水环真空泵的缺点：

(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。

总的说来，由于水环泵具有等温压缩和用水作封液，可以抽除易燃、易爆及腐蚀性气体，还可以抽除含有灰尘和水分的气体等突出优点，所以得到了广泛的应用。