真空泵的工作原理以及应用领域

真空泵是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。

真空泵可以定义为：利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。

随着真空应用的发展，真空泵的种类已发展了很多种，其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。极限压力（极限真空）从粗真空到10-12Pa以上的极高真空范围。

液环泵的原理

液环真空泵是一种粗真空泵，是带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的旋转变容真空泵。

金属腔体在圆形泵体（A）内，在相对于泵体中心线为偏心的轴上装有一个叶轮（B），转动的叶轮的离心作用迫使工作液通过通道（D）流向腔体周边形成环流（C），泵起作用时，被输送的气体混合物经过中间板（E）上的吸入口（H）进入叶轮，在泵入口处形成真空。

气体混合物充入位于液环内径和叶轮叶片根部之间的叶轮腔内，当叶轮转动时，叶轮叶片浸没在液环中的程度增加，而使液环和叶轮叶片根部之间的容积减少，结果是气体混合物受到压缩，直至到达中间板中（K）的排放口（J），气体混合物通过排放口排出。

在压缩循环过程中，热传递到液环，为了使温度保持在工作液的蒸发点以下，必须进行冷却。通过连续不断地向液环添加冷的工作液来达到冷却的目的。

添加的工作液量与经过排放口与压缩气体混合物一起排放的工作液排放量相等，气体混合物和工作液最终经过泵出口进行分离。

液环泵的应用

纸浆和纸张生产中的应用：黑液蒸发、粗浆洗浆机、石灰泥浆和过滤器、沉淀物过滤器、真空脱水机、原料和白水除气系统、调浆箱压缩机、吸水箱、伏辊、吸移辊和传递辊、真空压榨、毛布吸水箱、防吹箱。

塑料行业中的应用：挤出机除气、定型台（剖面）、EPS发泡、干燥、气动输送装置、氯乙烯气体抽取和压缩。

器械中的应用：蒸汽灭菌、呼吸装置、气褥、防护服、牙科仪、中央真空系统。

食品和饮料行业中的应用：鲑鱼清洁机、矿泉水除气、色拉油以及脂肪除臭、茶叶和调味品杀菌、香肠火腿生产、烟草制品湿化、真空蒸发器。

其它行业的应用等。

二、爪式真空泵

爪式泵的原理

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。转子与转子之间以及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串联的形式，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。

爪式泵的应用

石化行业：

能够抽除酸性气体：如四氢呋喃等；能够抽除可凝性气体：如酒精、汽油等；能够抽除易燃易爆气体：如氧气、氢气、甲烷等；防腐系列能抽除强酸性气体：如氯化氢气体、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、真空宝鲜、真空包装等。

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。

其它行业的应用等。

三、螺杆真空泵

螺杆泵的原理

螺杆泵是利用齿轮传动同步反向旋转的相互啮合而不接触的左螺杆与右螺杆作高速转动，利用泵壳和相互啮合的螺旋浆螺旋槽分隔成多个空间、形成多个级，气体在相等的各个槽内（柱形等螺距）进行传输运动，但无压缩，只有螺杆最末端的螺旋结构对气体有压缩作用。

螺杆的各级间可形成压力梯度，以分散压差和提高压缩比。各部间隙和泵转速对泵的性能有很大影响。在设计螺杆各部的间隙时，要考虑膨胀、加工及装配精度和工作环境等。

螺杆泵的应用

螺杆式干式真空泵广泛应用于电子、核能、化工、医药、食品工业等领域。

在半导体工业中用于生产芯片、制造液晶显示器、蚀刻、生产PLASMA的CVD制程。

在核工业中用于核反应堆及核工业真空获得；化工上用于真空蒸馏及溶剂萃取高效回收溶剂，在脂肪酸生产中用来消除水污染，清除喷射器中的阻塞物；医药工业中用于回收药液及药物中间体，回收气体消毒剂；食品工业中用于香料、香精浓缩、食品包装等。应用范围极为广泛。

罗茨泵的原理

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，转子与泵壳内金属腔体壁之间，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泵，可将罗茨泵串联使用。

罗茨泵的应用

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，在国内大力推广和应用。

同时，罗茨真空泵广泛应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，在冶炼、石油化工、电工、电子、包装等行业也得到了普遍的运用。