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真空泵是指利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講,真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。
真空泵是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)?,真空泵須有前?jí)泵配合方可使用在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速,對(duì)被抽除氣體中含有灰塵和水蒸汽不敏感廣泛用于冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業(yè)。
真空泵是一個(gè)量大面廣的產(chǎn)品,產(chǎn)量很大,產(chǎn)值不高,但它確實(shí)是一個(gè)直接影響到真空成套設(shè)備性能質(zhì)量的*的基礎(chǔ)產(chǎn)品。真空泵的市場(chǎng)根據(jù)用戶的需要而發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。市場(chǎng)增長的主要驅(qū)動(dòng)力來自于半導(dǎo)體工業(yè)的迅速發(fā)展以及干泵和分子泵應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大。
目前,全球真空泵市場(chǎng)的年銷售額約20億美元,年增長率在7%左右。
我國生產(chǎn)真空泵的廠家很多,全部真空泵的年銷售額大約在1.5億元左右,僅相當(dāng)于美國一家公司真空泵的年銷售額。通過對(duì)全球真空泵市場(chǎng)的分析我們可以看出,各類真空泵的市場(chǎng)及應(yīng)用領(lǐng)域都在不斷變化和發(fā)展。我國真空泵制造業(yè)有著悠久的歷史和雄厚的基礎(chǔ),國產(chǎn)真空泵已經(jīng)在各個(gè)不同領(lǐng)域得到應(yīng)用并經(jīng)過驗(yàn)證,有些泵還出口國外,得到國外用戶的認(rèn)可并受到好評(píng),應(yīng)該說我國真空泵制造業(yè)在國內(nèi)外市場(chǎng)仍然有著巨大的發(fā)展空間。
(1)在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速;
(2)轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對(duì)稱性,故振動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙,不用潤滑,摩擦損失小,可大大降低驅(qū)動(dòng)功率,從而可實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速;
(3)泵腔內(nèi)無需用油密封和潤滑,可減少油蒸氣對(duì)真空系統(tǒng)的污染;
(4)泵腔內(nèi)無壓縮,無排氣閥。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,對(duì)被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感;
(5)壓縮比較低,對(duì)氫氣抽氣效果差;
(6)轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線柱面,加工和檢查比較困難。
結(jié)構(gòu)
(1) 泵總體結(jié)構(gòu)型式
真空泵的泵體的布置結(jié)構(gòu)決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。
立式結(jié)構(gòu)的進(jìn)、排氣口水平設(shè)置,裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差,故這種型式多用于小泵。
臥式泵的進(jìn)氣口在上,排氣口在下。有時(shí)為了真空系統(tǒng)管道安裝連接方便,可將排氣口從水平方向接出,即進(jìn)、排氣方向是相互垂直的。此時(shí),排氣口可以從左或右兩個(gè)方向開口,除接排氣管道一端外,另一端堵死或接旁通閥。這種泵結(jié)構(gòu)重心低,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)。
泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸與水平面垂直安裝。這種結(jié)構(gòu)裝配間隙容易控制,轉(zhuǎn)子裝配方便,泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便,潤滑機(jī)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜。
(2) 泵的傳動(dòng)方式
真空泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子是通過一對(duì)高精度齒輪來實(shí)現(xiàn)其相對(duì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。主動(dòng)軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接。在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種:其一是電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖。從動(dòng)轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過去帶動(dòng),這樣主動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小,則兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的間隙不會(huì)因主動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形大而改變,故使轉(zhuǎn)子之間的間隙在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均勻。這種傳動(dòng)方式的大缺點(diǎn)是:a.主動(dòng)軸上有三個(gè)軸承,增加了泵的加工和裝配難度,齒輪的拆裝及調(diào)整也不便;b.整體結(jié)構(gòu)不勻稱,泵的重心偏向電動(dòng)機(jī)和齒輪箱一側(cè)。
1、對(duì)工作蒸汽及其干度的研究:
蒸汽壓力偏低及壓力波動(dòng)均對(duì)真空泵的能力有較大影響,因此蒸汽壓力不應(yīng)低于要求的工作壓力,但所用真空泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定型,過多提高蒸汽壓力并不會(huì)增加抽氣量及真空度。另外,要確保鍋爐供給的蒸汽壓力穩(wěn)定,好用一臺(tái)鍋爐專門給蒸汽噴射泵提供工作蒸汽,這樣蒸汽壓力就不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),真空泵性能穩(wěn)定。
2、對(duì)循環(huán)冷卻水要求的研究:
冷卻水供量不足,冷凝器會(huì)發(fā)熱,氣流聲音變大,真空度迅速下降,甚至蒸汽會(huì)返入抽氣管。冷凝水在多級(jí)真空泵中具有舉足輕重的作用,冷凝水可以將蒸汽充沛冷凝,真空泵排出壓力中的水蒸汽分壓有必要高于其所對(duì)應(yīng)的飽滿蒸汽壓,因此冷凝水的溫度也要低于該壓力下的飽滿溫度,才能保證泵體的正常作業(yè)。
3、對(duì)真空泵系統(tǒng)密封要求的研究:
真空泵處于極限狀態(tài)時(shí),第1級(jí)排出的水很少,有時(shí)甚至沒有。因此,第1級(jí)泵有大量水排出,可以認(rèn)為是系統(tǒng)有泄漏。通常的漏氣原因有:墊片沒裝、裝錯(cuò)或損壞,螺栓未擰緊,法蘭面損壞,焊縫有沙眼,接頭(壓力表、真空表等)未裝好。
4、對(duì)噴嘴要求的研究:
噴嘴是影響真空泵性能的重要部件,存在的問題有:噴嘴裝錯(cuò)、裝歪、堵塞、損壞、腐蝕和泄漏,不管采取何種預(yù)防措施,噴嘴的堵塞在所難免。一方面由于安裝蒸汽管道時(shí),管道中殘存的鐵屑及焊渣會(huì)堵塞噴嘴;另一方面,真空泵系統(tǒng)停用時(shí),蒸汽管道易生銹,銹斑在使用時(shí)掉落堵塞噴嘴。
5、蒸汽的影響:
我們常用的真空泵為蒸汽噴發(fā)真空泵,是以過飽滿水蒸汽為作業(yè)介質(zhì)的,蒸汽的狀況對(duì)泵的功能有決定性的影響。濕蒸汽不只影響泵的功能,還會(huì)腐蝕蒸汽噴嘴,添加泵的蒸汽用量,使泵的作業(yè)狀況變得不穩(wěn)定。
6、環(huán)境的影響:
環(huán)境的影響主要是指被抽氣體對(duì)體系的污染,在鋼液處置過程中,鋼液會(huì)放出很多的氣體,同時(shí)也會(huì)有一部分細(xì)微的氧化粉皮等小顆粒被吸入真空泵,這些小顆粒會(huì)堆積粘附在泵體上,減小了抽氣管路流導(dǎo),延長了抽氣時(shí)間,下降了泵的抽氣功能。
7、泵體布局的影響:
關(guān)于單級(jí)真空泵,簡單磨損的部位是蒸汽的噴嘴,噴嘴被磨損后,不只會(huì)影響泵的功能,還會(huì)增加體系的運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。
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