真空泵培训材料一

真空泵培训材料（-）合肥工业大学机械与汽车工程学院真空与过程装备教研室王君2006年11月真空泵培训基本内容1、真空泵的基础知识;2、液环式真空泵;4、滑阀式真空泵;6、分子泵；8、喷射式真空泵;3、旋片式真空泵；5、罗茨式真空泵；7、无油干式真空泵;9、气体捕集真空泵。本讲座将介绍各类泵的原理、基本参数、基本结构、相 关标准、安装、使用及维护的基本知识。合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室一、机械真空泵基础知识1、几个基本问题1.1定义真空泵是根据一定的工作原理，用来产生、改善和维持真 空环境的装置。 真空泵的工作原理：机械、物理、化学。 真空泵的工作目的：排出气体，获得真空。 真空泵的定位：系统中完成真空获得功能的单元。真空泵的分类方法：利用获得真空的原理方法，或用途。合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室超高真空空间模拟材料科学分析物理现象研究表面分析高纯材料制备（如:MBE）粗低真空食品行业化工行业冷冻干燥轻工行业制药行业导电（真空放电灯具）高真空冶炼真鸟热处理、真空焊接 集成电路、半导体制造各种镀膜工艺各种表面加工工艺化学研究蛊沖入邛鬲离作用（绝热）合肥工业大学真空与过程装备教研室一、机械真空泵基础知识1、几个基本问题1.2真空系统的基本组成合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室真空室高真空泵（主泵）预抽泵233a456789前级泵 高真空阀门 低真空阀门 前级管道 放气阀 低真空计 高真空计一、机械真空泵基础知识1、几个基本问题| speed curves11.07.03.21.3抽速特性曲线一、机械真空泵基础知识1、几个基本问题1.4真空条件下气体的流动特点合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室0000 0 30 0 0 0 00 oozo 0 0 0 00oc0)0 0 0 25c0o000000 o oo0000 0 0 0000 o电00 000 000 o 曲00 o ooooooo 0 0 0 “。:o囂io ;%oooooogoo O9O 0000 o 0 00 oooooo 0 00 0 0 00 o oooo0000 0oo書合肥工业大学真空与过程装备教研室黏滞流（分子间易发生碰扌堇）分子流（分子运动相对独立）合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室一、机械真空泵基础知识2、真空泵的类型(按真空泵用途)主泵(Main pump):在真空系统中，用来获得所要求真空度的粗抽泵(Roughing vacuum pump):从大气压开始降低系统的压力到另一 抽气系统开始工作的真空泵；前级泵(Bocking vacuum pump):用来维持另外一个泵的前级压力在其临 界前级压力以下的真空泵；维持泵(Holding vacuum pump)：i3E真空系统中，当气体量很小，不能有 效的利用主前级泵。此时，可以利用容量较小的辅助前级泵来维持主泵工 作或维持容器所需真空度；粗/低真空泵(Rough/Low vacuum pump):从大气压力开始并用来获得 低真空度的真空泵；高真空泵(High vacuum pump):在高真空范围工作的真空泵；超高真空泵(Ultrahigh vacuum pump):在超高真空范围工作的真空泵； 增压真空泵(Booster vacuum pump):安装在低真空和高真空泵之间，用 来提高系统工作效率或降低前级泵容量要求的真空泵。参见国标：GB/T 3163-97真空技术名词术语合肥工业大学真空与过程装备教研室一、机械真空泵基础知识3、机械真空泵凡是利用机械运动(转动或滑动)来获得真空的泵，称为机械真空泵。变容真空泵(Positive displacement pump):泵腔容积的周期性变化 来完成抽气。动量传输泵(Kinetic vacuum pump):依靠高速叶片、射流，将动量 传递给气体，完成抽气。参见国标:GB/T 3164-93真空技术系统图用图形符号合肥工业大学真空与过程装备教研室参见国标:GB/T 3164-93真空技术系统图用图形符号合肥工业大学真空与过程装备教研室常见机械真空泵图形符号参见国标:GB/T 3164-93真空技术系统图用图形符号合肥工业大学真空与过程装备教研室一、机械真空泵基础知识气体4、机械真空泵性能参量抽气速率(Flow rote):在相关标准测试条件下,流量和在测试罩指定位置测得的平衡压力之比。极限压力(Ultimate pressure):在标准测试条件下，不引入气体正常工 作条件下，趋向稳定的最低压力。启动压力(Stating pressure):泵无损坏启动并且有抽气作用的压力。前级压力(Backing pressure):排气压力低于一个大气压，真空泵的出 口压力。最大前级压力(Moximum backing pressure):能使泵损坏的前级压力。最大工作压力(Moximum working pressure):对应最大抽气量的入口压 为。抽气量(Throughoutof vocuum pump):流经泵入口的气体流量。 压缩比(Compression ratio):泵对给定气体的出口压力和入口压力之比。参见国标：GB/T 3163-97真空技术名词术语一、机械真空泵基础知识4、机械真空泵性能参量几点说明：实际应用中真空泵的抽气速率和极限压力是真空泵选配的最重要参 量； 真空泵的性能测试必须严格按照相关国家标准规定的项目和测试条 件来执行； 性能测试标准由国标、部标、企业标准几个等级； 真空泵在不同使用条件下，强调的性能参数是不同的; 对于不同类型真空泵，所需测试的项目差别很大; 真空泵性能和真空系统性能是两个概念。一、机械真空泵基础知识5、机械真空泵规格及型号真空泵型号组成：合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室真空泵 级数，阿拉 伯数字表 示，不分级 或单级者省rnEE fee真空泵 设计序号， 用A、 B、 C、 D顺序表示。合肥工业大学真空与过程装备教研室略。真空泵名称，构 成名称关键字的汉语 拼音第一个或前两个 字母。負空泵特征，用 关键字汉语拼音的第 一（或第二）个大写代表真空泵规格或 主参数，用阿拉伯数字 表示。真空泵使用特点（多指被抽气体性质）。 如附表示可凝性气 体，”F”表示腐蚀性气体。字母表示。基本型号辅助型号参见标准：JB/T 7673-95真空设备型号编制方法合肥工业大学真空与过程装备教研室往复泵，抽速35L/s,二次改型; 二级旋片泵，15L/s, 次改型; 单级多旋片真空泵，63m3/h; 三级溅射离子泵，160L/s;错铝吸气剂泵，进气口 100mm;一、机械真空泵基础知识 | 5、机械真空泵规格及型号机械真空泵型号示例：1丙1I 芮 SraO ODErniIi1耐 西亟变容式机械泵的抽速分档：0.5、1、2、4、8、15、30、70、150、300、600、 1200、 2500、 5000、 10000、 20000、 40000。参见标准：JB/T 7637-95真空泵型号组成合肥工业大学真空与过程装备教研室一、机械真空泵基础知识6、真空泵的使用范围超高真空105Pa高真空10一5心Pa中真空10-匸 io2Pa低真空& GPaII制轮分#泵蚪泵， 方阀 鈣茨罗.3!形旋爪涡:扩散泵iiiii： i1扩散喊射泵二升华泵【!；吸附泵1(111丄1溅射离子泵i1ii1低温泵：；：10910 5:蒸汽喷射栄I101IIII:汀舌塞泰I31膜片黍1: 11:液环泵;|:iIIIII:【二：二IIIIIIIIII液体喷射泵:I, I 10+210+5合肥工业大学真空与过程装备教研室一、机械真空泵基础知识7、几个思考题: 何谓“真空泵”、“机械真空泵” ? 真空泵分类的基本方法及结果如何? 真空泵有哪几个典型参数，选泵时最重要的有哪两个? 真空泵型号是如何构成的？各种类型真空泵的工作压力范围如何?真空泵培训材料（二）合肥工业大学机械与汽车工程学院真空与过程装备教研室王君2006年11月 液环式真空泵1、液环真空泵的工作原理； 2、液环真空泵的基本类型和优缺点;F3、液环泵的结构；4、液环泵的主要参数计算及选型；5、液环泵的使用、维护注意事项；合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵1、液环真空泵的工作原理（概念）液环式真空泵采用带有多叶片的转子安装在泵壳内，当转 子旋转时，会将液体抛向泵壳并形成液环，液环和转子叶片形成 容积周期变化的旋转变容真空泵。水环泵是液环式真空泵中最常 见的一种。 液环的形成：旋转离心力； 工作腔形成：转子+液环+泵端盖； 抽气原理：利用若干个、体积变化的工 作腔的容积变化来实现抽气作用；吸 也可以作为压缩机来使用。1、液环式真空泵1、液环真空泵的工作原理（实际工作过程） 叶轮2和泵壳1形成水环3和工作腔5;工作腔容积有小变大，由大变小，构成压缩过程； 被抽气体由入口 4和进气管8进入；被抽气体由排气口 6和排气管7排出；排出的气体和水经排气管7进入水箱10,水被回收;排出的气体经管道9排入大气。合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室三三合肥工业大学真空与过程装备教研室、液环式真空泵液环真空泵的工作原理（能量传输过程） 液体被叶轮带动后，获得动能并形成紧贴于泵腔的液环;液环在泵腔内回转，在吸气侧不断被加速，并吸入气体;在向排气侧转动过程中，液体经历了加速减速的过程，动能经历 了增加降低，势能则降低增加；在排气侧，气体被压缩，而液体增加的势能则被传递给气体，以 抵抗气体膨胀压力；压缩的气体在排气侧排出；液环剩余的能量将会推动叶轮旋转。合肥工业大学真空与过程装备教研室水环真 空泵级数， 阿拉伯数字 表示，单级 不表示，2 表示两级。水环真空泵用” SK”、 “SZ”表示；水环压缩机 用”SY”表示。大气喷 射器的级数。 1表示1级，2 表示2级。是否带有大气喷射 器,带有则用”P”。二、液环式真空泵2、液环真空泵的基本类型和优缺点2.0型号及基本参数合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室最大抽速，m3/mino最大气量相同，但极限真空度不同的水环泵，A代表较咼，B代表较低。合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室参见达道安真空设计手册合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵2、液环真空泵的基本类型和优缺点2.1基本类型（按照叶轮个数分类） 单级泵：泵中只有一个叶轮，为液环泵最常见的形式; 两级泵：利用心轴将两个单级泵串联而成（非泵管道的串联）； 比较: 两级泵的极限真空度高； 在较低压力下，两级泵仍具有较大抽速;两级泵更适合较高真空条件下的需要。合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵2、液环真空泵的基本类型和优缺点2.1基本类型（按照吸、排气状态分类） 液环真空泵：泵的进口为真空状态，出口为大气压力。该类泵主 要用于粗低真空获得，化工行业的脱酸、脱气等。 液环压缩机：泵进口为大气压力状态，出口高于大气压力。主要 用于化工行业介质的输送。介于真空泵和压缩机之间：介于真空泵和压缩机二者之间的液环 泵。进口为真空状态，出口为压缩状态，用于煤矿瓦斯气体抽除 和火炉煤气的抽送。合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵2、液环真空泵的基本类型和优缺点2.1基本类型（按照作用方式分类） 单作用：叶轮与泵体呈单偏心结构，叶轮旋转一次进行一次吸、排气。（该方 式结构简单，容易制造，吸、排气口面积大，压缩段较长，可以获得较高效率 及极限真空，且不易产生涡流和气蚀。但叶轮转子受力不均匀。） 双作用：叶轮与泵体呈双偏心结构，叶轮旋转一次进行两次吸、排气。合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵2、液环真空泵的基本类型和优缺点2.2优缺点优点： 结构简单，制造精度要求不高，容易加工； 结构紧凑，可以和驱动电机直联； 接近等温压缩过程，抽排过程中，气体温度变化小，因此可以处理易燃、易 爆气体； 泵腔内无金属摩擦表面，无需润滑，因此可抽排含有灰尘、可凝性气体或气 水混合物； 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。功耗大，效率低；极限压力高；叶轮周速度不高,结构尺寸大。缺点:二、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.1典型结构（泵腔）液环真空泵一般由壳腔、端盖、叶轮、气体分配器、轴承体和 轴承压盖、进/放水管路和轴封部分组成。泵腔为两个偏心半圆腔构成的近似椭圆体。中间根据是单级还 是双级设置有隔板（两级也可以体现在叶轮隔板上）。吸、排气口 可以设置在泵腔壳体上，但该设置会将泵腔变为易损件，所以一般 不采用。合肥工业大学真空与过程装备教研室先进设计*1納肉dffPH林出51/：hWMS 迫压儒彳HQ冷勿0娥冷件则.总 翊 世比羽应力舒筑话冷发朴it心从*人何刖”蚀同/桑乂必诫疋曲a 臥州m.片的的K敷MW W山屮阪合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.1典型结构（叶轮）叶轮是液环泵中唯一的动部件，中间有隔板将叶轮分为两部分，每部分的中心有圆柱形的空腔，该腔体和气体分配器配合。合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.1典型结构（侧盖和气体分配器）气体分配器安装在侧盖和泵壳之间，气体分配器和泵壳、侧盖之间有装配面，且与叶轮存在着磨擦配合面，因此制造精度要求较 高。侧盖根据单/双作用、单/双级的区别具有不同结构。先进设计央忆建皿液伯K忸彤血*内歩成於 岭代汩紳W&隽金对介*. 冰:用冷丹介戏冷M出轮貴.档泉迖介联补1*冈为叫轮粧料丨a转的枕坤足心 的.波爪“珂片Z闵的P网内徉Q 疋坊. 效於话玄啲赵 动-仔桦矢恣介眩广忙揩吸川压瘠的作用逢如小紗卜龙池. tt样岀气体帝址的朮卅侧盖位于泵壳两侧，各 有一个吸气口和排气口，吸 气通道和排气通道和气体分 配器连接。、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.1典型结构（进、放水管路和轴承及轴承压盖）轴承有两个定在位于侧盖上的轴承座中，采用润滑脂润滑,进水管路完成两部分的供水，即填料密封供水和水环供水。相 应的设置有放水管路。合肥工业大学真空与过程装备教研室并设有轴承压盖。合肥工业大学真空与过程装备教研室填料函密封:二、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.1典型结构（轴封）液环真空泵采用的轴封结构可以采用两类结构，填料函密封和 机械密封。前者较为常见，后者可根据用户需要进行改装。填料：35圈植物纤维、人造纤维、石 棉纤维等编织物。合肥工业大学真空与过程装备教研室】、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.1典型结构（轴封） 机械密封：f I合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.1典型结构（轴封）合肥工业大学真空与过程装备教研室合肥工业大学真空与过程装备教研室机械密封:动环（褐）径向密封静环（黄）径向密封橡胶环圈（绿）径、轴向密 封合肥工业大学真空与过程装备教研室11合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵3、液环真空泵的结构合肥工业大学真空与过程装备教研室3.2水环-大气喷射机组（原因）对于水环泵，即使采用双级水环泵,极限真空度的提高也只是在一定的范围之内，这是因为受到水的饱和蒸汽压的限制。 水环泵的理论极限压力就是水的饱和蒸汽 压。如果考虑气体返流等因素的影响，实 际上水环泵的极限压力显著比该水温上的 饱和蒸汽压力为高。为了提高前级泵的极 限真空度，可以将水环泵与大气泵组合使水环-大气喷射机组可以有效的降低水 环泵的极限压力，而且压力较低条件下抽 速明显增加。二、液环式真空泵3、液环真空泵的结构3.3液环泵的工作参数液环泵的基本工作参数如下：单级泵：极限压力2xlO3Pa-8xlO3Pa;双级泵：极限压力2xlO3Pa-4xlO3Pa;大气喷射水环泵：极限压力0.27 x 10年1 x 103Pa;抽速：0.25m3/min500m3/min;工作温度：被抽气体209409为宜。合肥工业大学真空与过程装备教研室二、液环式真空泵4?液馬的主要参数齐算及站合肥工业大学真空与过程装备教研室4.1主要参数计算工况条件包括：抽速要求，吸入压力、排气压力、被抽介质种类成分、 液环液体种类、工作温度。设计计算参数：4.2选型明确用户需求；尽量在高效区工作，避免在临界真空度或排气压力区域工作;避免在最大真空度/排气压力范围工作； 作为真空泵，尽量选择单作用泵； 可考虑通过连接大气喷射泵来扩大液环泵使用范围； 作为压缩机，选择双作用泵较合适。二、液环式真空泵E4、液环泵的主要参数计算及选型4.3液环泵的相关标准 GB/T 13929-1992水环真空泵和水环压缩机试验方 法：该标准规定了水环真空泵和水环压缩机工厂试验 时的实验方法测量精度、计算方法和试验结果的换算。 其它工作液体的液环泵可参照使用。 GB/T 13930-1992水环真空泵和水环压缩机气量测 定方法：该标准规定了水环真空泵和水环压缩机工厂 试验时测定气体流量的装置、方法和要求。二、液环式真牢泵5、液环泵的使用、维护注意事项液5不泵在很壬丙域获得了广泛的应用特别是矿产煤矿等八化工（氯碱.化肥、造纸、制药等）、冶金、轻工等领域 （用于具空过滤.送料脫气蒸发脣浓缩、回潮等场合）。王 要应用趋鸟育大型化、成童碍去高以及在较高貝空条件呆持校 大抽迁量，尸给相关的生产、销售企业带来了严格的要求。使用、维护注意事项: 彻底理解并执行使用说明书的要求；1 安装合理； 工作条件和泵的最佳工作范围呦合； 保持液坏泵泵液工作温度正常（必要时设責合理的冷却装萱）； 保持泵液浓度正常； 在水蒸气较多的工作条件下，尽量避免使用油液坏泵； 般不使用三级或多级液环泵，必要条件下，液坏泵和大气泵、水喷射泵 或罗茨泵组成串联机组使用。二、液环式真空泵思考题：1 液环泵获得真空的基本原理是什么?2. 液环泵的主要优缺点有哪些？3. 液环泵的基本类型包括哪儿种？4. 液环泵的基本结构包括哪儿部分？5. 液环泵的主要性能包括哪儿个？6. 选配液环泵需要注意哪些问题？