真空系統(tǒng)工作原理

真空系統(tǒng)用到的真空泵有：擴散泵、機械泵、旋片泵、羅茨增加泵、干泵。為了獲得更好的真空效果及抽氣速率通常采用真空泵組合機組來實現(xiàn)。

工業(yè)常用組合：機械泵+擴散泵、機械泵+分子泵

旋片泵的結(jié)構(gòu)示意圖：

工作過程：

氣體從入口進入轉(zhuǎn)子和定子之間

偏軸轉(zhuǎn)子壓縮空氣并輸送到出口

氣體在出口累積到一定壓強，噴出到大氣

工作范圍及特點：

Atmosphere to 10-3 torr

耐用、價格優(yōu)

由于泵的定子。轉(zhuǎn)子都浸入油中，每周期都有油進入容器，有污染

要求機械泵油有低的飽和蒸氣壓、一定潤滑性、粘度和高穩(wěn)定性。

旋片式機械泵工作示意圖

一般用油機械泵粗抽真空，不能使系統(tǒng)真空度太高，太高會造成嚴重的機械泵返油反流，只要達到高真空泵工作范圍即可。油位控制吸入氣體粉塵多，有污染問題，可在泵入口加一除塵裝置和一過濾裝置油乳化，吸入氣體水蒸氣太多，可加一氣鎮(zhèn)裝置，或者在羅茨泵排氣加冷凝器（乳化就是一種液體離散為很多微粒分散到另一種液體中，成為一種乳液）。吸入氣體溫度過高，比如高于50℃，應(yīng)采用氣冷羅茨泵對氣體降溫。經(jīng)常檢查泵的各部件溫度，及時調(diào)節(jié)冷卻水水量。

氣鎮(zhèn)的運用：

泵所抽取的氣體中通常會包含一定量的可凝性氣體，這種混合氣體在泵內(nèi)壓縮排氣的過程中，如果可凝性氣體的分壓超過了泵溫下的飽和蒸氣壓，那么他們就會凝結(jié)，和泵油混合，隨著凝結(jié)物的累加，最終會導(dǎo)致泵油的性能變差，乃至乳化。我們可以采用氣鎮(zhèn)來防止蒸汽凝結(jié)，從而避免油污染。具體做法就是將室溫干燥空氣或氮氣從氣鎮(zhèn)孔充入泵體的壓縮腔，從而起到一個稀釋的作用，使壓縮后的蒸汽分壓能保持在泵溫狀態(tài)下的飽和蒸氣壓之下，因此蒸汽可以不被壓縮和其他氣體一起排出泵外。氣鎮(zhèn)雖然能起到排出蒸汽的目的，但同時也降低了泵的抽速度及極限真空，因此通常先打開氣鎮(zhèn)閥排出蒸汽，等過一段時間就可以關(guān)閉氣鎮(zhèn)閥，再抽一會就可達到泵的極限真空。當泵油被少量凝結(jié)液污染后可以通過氣鎮(zhèn)來自凈化泵油：關(guān)閉入口閥門，打開氣鎮(zhèn)閥，運行有單時間，泵油即可恢復(fù)。

羅茨泵的工作原理

羅茨泵分三種：低真空羅茨泵、中真空羅茨泵（機械增壓泵）、高真空羅茨泵（干泵）。

羅茨泵壓縮氣體所需的功率與壓差成正比，一但氣體壓差過高，泵就可能出現(xiàn)過載現(xiàn)象，造成電機繞組燒損。

羅茨泵特點：

啟動快，迅速工作對氣體中的灰塵和水蒸氣不敏感轉(zhuǎn)子不需要油潤滑，提供比較潔凈的工作環(huán)境設(shè)備驅(qū)動功率小，機械磨損小結(jié)構(gòu)緊湊，小巧運行維護費用低

羅茨泵轉(zhuǎn)子冷卻問題：

泵連續(xù)長時間工作會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子溫度的升高，在10torr量級范圍內(nèi)，被抽氣體導(dǎo)熱能力變的很差，轉(zhuǎn)子的散熱主要是向泵腔輻射被帶走，這樣會使轉(zhuǎn)子和泵腔存在很大的溫度差，轉(zhuǎn)子的熱膨脹可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子之間及干泵腔間隙的減小乃至消失，轉(zhuǎn)子就可能被卡死，乃至損壞。

轉(zhuǎn)子的冷卻一般有兩種方法：1、在出氣口加水冷卻器，排氣回流的氣體經(jīng)過熱交換器變成了低溫氣體，它在通過間隙返流就可以對轉(zhuǎn)子進行冷卻；2；往主軸的頸部內(nèi)孔通過冷卻流體，進入到轉(zhuǎn)子內(nèi)部，進而通過循環(huán)實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子的冷卻，通過符合的大小來調(diào)節(jié)油量的多少，達到一個合理的冷卻效果，通過循環(huán)水來冷卻油（內(nèi)冷卻方法存在的最大缺陷是轉(zhuǎn)子內(nèi)部存在氣泡的話會引起轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)不平衡，造成泵損壞）。

為了實現(xiàn)最大的冷卻效果必須做到：

1、返流充氣迅速完成，冷卻器截流作用小，導(dǎo)流要大。

2、冷卻器對氣體的熱交換要充分，因此就要有盡量大的交換面積。

但是兩者又是相矛盾的，必須從氣體流動狀態(tài)規(guī)律和熱交換規(guī)律兩方面進行綜合考慮，進行優(yōu)化選擇。

當然具體來說需要考慮的因素更多：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、壓差、氣體溫度、冷卻水因素、泵腔體積等。

常出現(xiàn)問題：

油溫高：

冷卻不好，箱體油位過高，過濾器堵塞、油路堵塞，工作液不合要求

渦輪不轉(zhuǎn)：

箱體油位過低，過濾器堵塞，液壓泵入口漏氣

軸端漏油：

油封損壞，油封沒安裝好，聯(lián)軸器產(chǎn)生稀有效應(yīng)（加一擋風(fēng)板）

轉(zhuǎn)子卡死或損壞：

冷卻水有問題

泵突然停機：

冷卻水問題，前級泵故障導(dǎo)致羅茨泵出口壓力過高，羅茨泵過載

真空度江都

前級泵故障或性能變差，管道泄漏

泵內(nèi)雜音：

機件磨損，生產(chǎn)氣體中有較大磨耗性顆粒進入泵體，因轉(zhuǎn)子間，與泵腔間狹縫極?。ㄒ话銥?.1-0.2mm）加之泵長期運轉(zhuǎn)存在的磨損都可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生碰擦，產(chǎn)生異響。

泵一般應(yīng)該運行一年進項一次大檢修：齒輪及軸承的磨損，檢查密封裝置更換密封圈，檢查轉(zhuǎn)子的腐蝕情況，轉(zhuǎn)子結(jié)垢情況，泵腔腐蝕及結(jié)垢情況。