真空泵在实验室中极为常见,同时也广泛用于石油、化工、冶金、纺织等工业。
真空泵工作时,需要注意以下两个方面:
1、尽可能要求在高效区内,也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内运行。
2、 应避免在真空度或大排气压力附近运行。在此区域内运行,不仅效率极低,而且工作很不稳定,易产生振动和噪音。
对于真空度较高的真空泵而言,在此区域 之内运行,往往还会发生汽蚀现象,产生这种现象的明显标志是泵内有噪音和振动。
汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏,以致泵无法工作。
根据以上原则,当泵所需的真空度或气体压力不高时,可优先在单级泵中选取。
如果真空度或排气压力较高,单级泵往往不能满足;
或者,要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量,即要求性能曲线在较高真空度时较平坦,可选用两级泵。
如果真空度要求在-710mmHg以上,可选用水环-大气泵或水环-罗茨真空机组作为抽真空装置。
根据系统所需的气量选择真空泵
初步选定了泵的类型之后,对于真空泵,还要根据系统所需的气量来选用泵的型号。
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1、无油真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许,应选择无振动的泵或者采取防振动措施。
2、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。
3、无油真空泵在其工作压强下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。
4、正确地组合真空泵。由于无油真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但不能抽氦,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氩有一定的抽速,两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。另外,有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。
5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时,应该选各种无油泵,如:水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。
6、正确地选择无油真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,因而,泵的工作点应该选在这个范围之内较为适宜,而不能让它在25~30mmHg下长期工作。
7、无油真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染,可以选无油真空泵,或者把油蒸气排到室外。
8、无油真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:某真空干燥工艺要求10mmHg的工作真空度,选用的真空泵的极限真空度至少要2mmHg,可以能达到1mmHg。通常选择泵的极限真空度要高于真空设备工作真空度半个到一个数量级。
9、无油真空泵的价格、运转及维修费用。
旋片真空泵是一种粗真空泵,它所能获得的极限真空为2000-4000Pa,串联大气喷射器可达270-670Pa。旋片真空泵也可用作压缩机,称为旋片式压缩机,是属于低压的压缩机,其压力范围为1-2×105Pa表压力。
在旋片真空泵泵体中装适量的水作为工作液。当叶轮顺时针方向旋转时,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。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,旋片的上部内表面刚好与叶片顶端接触。旋片真空泵在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和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。
由此可见,旋片真空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。