德國萊寶LEYBOLD真空泵是指利用機械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設備。通俗來(lái)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。 德國萊寶LEYBOLD真空泵的結構特點(diǎn): (1)泵總體結構型式 德國萊寶LEYBOLD真空泵的泵體的布置結構決定了泵的總體結構。 立式結構的進(jìn)、排氣口水平設置,裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高,在高速運轉時(shí)穩定性差,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(kāi)口,除接排氣管道一端外,另一端堵死或接旁通閥。這種泵結構重心低,高速運轉時(shí)穩定性好。一般大、中型泵多采用此種結構。 德國萊寶LEYBOLD真空泵的兩個(gè)轉子軸與水平面垂直安裝。這種結構裝配間隙容易控制,轉子裝配方便,泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便,潤滑機構也相對復雜。 (2)泵的傳動(dòng)方式 德國萊寶LEYBOLD真空泵的兩個(gè)轉子是通過(guò)一對高精度齒輪來(lái)實(shí)現其相對同步運轉的。主動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機聯(lián)接。在傳動(dòng)結構布置上主要有以下兩種:其一是電動(dòng)機與齒輪放在轉子的同一側如圖。從動(dòng)轉子由電動(dòng)機端齒輪直接傳過(guò)去帶動(dòng),這樣主動(dòng)轉子軸的扭轉變形小,則兩個(gè)轉子之間的間隙不會(huì )因主動(dòng)軸的扭轉變形大而改變,故使轉子之間的間隙在運轉過(guò)程中均勻。這種傳動(dòng)方式的zui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,齒輪的拆裝及調整也不便;b.整體結構不勻稱(chēng),泵的重心偏向電動(dòng)機和齒輪箱一側。 德國萊寶LEYBOLD真空泵的特點(diǎn): (1)在較寬的壓力范圍內有較大的抽速; (2)轉子具有良好的幾何對稱(chēng)性,故振動(dòng)小,運轉平穩。轉子間及轉子和殼體間均有間隙,不用潤滑,摩擦損失小,可大大降低驅動(dòng)功率,從而可實(shí)現較高轉速; (3)泵腔內無(wú)需用油密封和潤滑,可減少油蒸氣對真空系統的污染; (4)泵腔內無(wú)壓縮,無(wú)排氣閥。結構簡(jiǎn)單、緊湊,對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感; (5)壓縮比較低,對氫氣抽氣效果差; (6)轉子表面為形狀較為復雜的曲線(xiàn)柱面,加工和檢查比較困難。 德國萊寶LEYBOLD變容真空泵: 利用泵腔容積的周期性變化來(lái)完成吸氣和排氣過(guò)程的一種真空泵,氣體在排出前被壓縮。這種泵分為往復式及旋片式兩種: (1) 往復式真空泵:是利用泵腔內活塞做往復式運動(dòng),將氣體吸入、壓縮并排出。因此,又稱(chēng)為活塞式真空泵。 (2) 旋片式真空泵:是利用泵腔內活塞做旋轉運動(dòng),將氣體吸入、壓縮并排出。旋轉真空泵又有如下幾種形式: ① 油封式真空泵:它是利用油類(lèi)密封各運動(dòng)部件之間的間隙,減少有害空間的一種旋轉變容真空泵。這種泵通常帶有氣鎮裝置,故又稱(chēng)氣鎮式真空泵。按其結構特點(diǎn)分為如下五種形式。 a旋片式真空泵:轉子以一定的偏心距裝在泵殼內并與泵殼內表面的固定面靠近,在轉子槽內裝有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)旋片,當轉子旋轉時(shí)旋片能沿其徑向槽往復滑動(dòng)且與泵殼內壁始終接觸,此旋片隨轉子一起旋轉,可將泵腔分成幾個(gè)可變容積。 b.滑閥式真空泵:在偏心轉子外部裝有一個(gè)滑閥,轉子旋轉帶動(dòng)滑閥沿泵殼內壁滑動(dòng)和滾動(dòng),滑閥上部的滑閥桿能在可擺動(dòng)的滑閥導軌中滑動(dòng),而泵腔分成兩個(gè)可變容積。 c.定片式真空泵:在泵殼內裝有一個(gè)與泵內表面靠近的偏心轉子,泵殼上裝有一個(gè)始終與轉子表面接觸的徑向滑片,當轉子旋轉時(shí),滑片能上下滑動(dòng)將泵腔分成兩個(gè)可變容積。 d.余擺線(xiàn)式真空泵:在泵腔內偏心裝有一個(gè)型線(xiàn)為余擺線(xiàn)的轉子,它沿泵腔內壁轉動(dòng)并將泵腔分成兩個(gè)可變容積。 e.多室旋片式真空泵:在一個(gè)泵殼內并聯(lián)裝有由同一個(gè)電動(dòng)機驅動(dòng)的多個(gè)獨立工作室的旋片真空泵。 ②干式螺桿真空泵:它是一種不用油類(lèi)(或液體)密封的變容真空泵。 ③液環(huán)式真空泵:帶有多葉片的轉子偏心裝在泵殼內,當它旋轉時(shí),把液體(通常為水或油)拋向泵殼內形成泵殼同心的環(huán)液,環(huán)液同轉子葉片形成了容積周期性變化的幾個(gè)小容積,故亦稱(chēng)旋轉變容真空泵。 ④羅茨真空泵:泵內裝有兩個(gè)相反方向同步旋轉的雙葉形或多葉形的轉子,轉子間、轉子同泵殼內壁之間均保持一定的間隙。它屬于旋轉變容真空泵。機械增壓泵即為這種形式的真空泵。 動(dòng)量傳輸泵:這種泵是依靠高速旋轉的葉片或高速射流,把動(dòng)量傳輸給氣體或氣體分子,使氣體連續不斷地從泵的入口傳輸到出口。具體可分為下述幾種類(lèi)型。 (1) 分子真空泵:它是利用高速旋轉的轉子把能量傳輸給氣體分子,使之壓縮、排氣的一種真空泵。它有如下幾種型式: ① 牽引分子泵:氣體分子與高速運動(dòng)的轉子相碰撞而獲得力量,被送到出口,因此,是一種動(dòng)量傳輸泵。 ②渦輪分子泵:泵內裝有帶槽的圓盤(pán)或帶葉片的轉子,它在定子圓盤(pán)(或定片)間旋轉。轉子圓周的線(xiàn)速度很高。這種泵通常在分子流狀態(tài)下工作。 ③ 復合分子泵:它是由渦輪式和牽引式兩種分子泵串聯(lián)起來(lái)的一種復合式分子真空泵。 (2) 噴射真空泵:它是利用文丘里(VENTURI)效應的壓力降生產(chǎn)的高速射流把氣體輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵,適于在粘滯留和過(guò)渡流狀態(tài)下工作。這種泵又可詳細地分成以下幾種: ① 液體噴射真空泵:以液體(通常為水)為工作介質(zhì)的噴射真空泵。 ② 氣體噴射真空泵:以非可凝性氣體作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。 ③ 蒸汽噴射真空泵:以蒸汽(水、油或汞蒸汽)作為工作介質(zhì)的餓噴射真空泵 (3) 擴散泵:以低壓高速蒸汽流(油或汞等蒸汽)作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。氣體分子擴散到蒸汽射流中,被送到出口。在射流中氣體分子密度始終是很低的,這種泵適于在分子流狀態(tài)下工作??煞譃椋?br />① 自?xún)艋瘮U散泵:泵液中易揮發(fā)的雜質(zhì)經(jīng)專(zhuān)門(mén)的機械輸送到出口而不回到鍋爐中的一種油擴散泵 ② 分餾式擴散泵:這種泵具有分餾裝置,使蒸汽壓強較低的工作液蒸汽進(jìn)入高真空工作的噴嘴,而蒸汽壓強較高的工作液蒸汽進(jìn)入低真空工作的噴嘴,它是一種多級油擴散泵。 (4) 擴散噴射泵:它是一種有擴散泵特性的單級或多級噴嘴與具有噴射真空泵特性的單級或多級噴嘴串聯(lián)組成的一種動(dòng)量傳輸泵。油增壓泵即屬于這種形式。 (5) 離子傳輸泵:它是將被電離的氣體在電磁場(chǎng)或電場(chǎng)的作用下,輸送到出口的一種動(dòng)量傳輸泵。 氣體捕集泵 這種泵是一種是氣體分子被吸附或凝結在泵的內表面上,從而減小了容器內的氣體分子數目而達到抽氣目的的德國萊寶LEYBOLD真空泵 ,有以下幾種型式。 吸附泵:它主要依靠具有大表面的吸附劑(如多孔物質(zhì))的物理吸附作用來(lái)抽氣的一種捕集式真空泵 吸氣劑泵:它是一種利用吸氣劑以化學(xué)結合方式捕獲氣體的真空泵。吸氣劑通常是以塊狀或沉積新鮮薄膜形式存在的金屬或合金。升華泵即屬于這種形式。 吸氣劑離子泵:它是使被電離的氣體通過(guò)電磁場(chǎng)或電場(chǎng)的作用吸附在有吸氣材料的表面上,以達到抽氣的目的。它有如下幾種型式。 (1)蒸發(fā)離子泵:泵內被電離的氣體吸附在以間斷或連續方式升華(或蒸發(fā))而覆在泵內壁的吸氣材料上,以實(shí)現抽氣的一種真空泵。 (2)濺射離子泵:泵內被電離的氣體吸附在由陰極連續濺射散出來(lái)的吸氣材料上,以實(shí)現抽氣目的的一種真空泵。 低溫泵:利用低溫表面捕集氣體的真空泵 按其真空度可以分為:粗真空、高真空、超高真空三大類(lèi)。 粗真空系 主要用來(lái)抽除空氣和其它有一定腐蝕性、不溶于水、允許含有少量固體顆粒的氣體。廣泛用于食品、紡織、醫藥、化工等行業(yè)的真空蒸發(fā)、濃縮、浸漬、干燥等工藝過(guò)程中。該型泵具有真空度高、結構簡(jiǎn)單,使用方便、工作可靠、維護方便的特點(diǎn)。 主要用于粗真空。抽氣量大的工藝過(guò)程中。它主要用來(lái)抽除空氣和其它無(wú)腐蝕,不溶于水,含有少量固體顆粒的氣體,以便在密閉容器中形成真空。所吸氣體中允許混有少量液體。它被廣泛應用于機械、制藥、食品、石油化工等行業(yè)中。 是獲得粗真空的主要真空設備之一。廣泛應用于化工、食品、建材等部門(mén),特別是在真空結晶、干燥、過(guò)濾、蒸發(fā)等工藝過(guò)程中更為適宜。 無(wú)油(耐腐蝕)立式往復真空泵是臥式真空泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品,是獲得粗真空的主要設備。由于采用全密封裝置,實(shí)現了曲軸箱和汽缸的*隔離;加上活塞環(huán)使用了自潤滑材料,便實(shí)現了先進(jìn)的無(wú)油潤滑。由于無(wú)污水排放,所以該型真空泵特別適用于化工、醫藥和食品等行業(yè)的真空蒸餾、真空蒸發(fā)、真空干燥、真空濃縮、真空浸漬等工藝過(guò)程中。 高真空系 滑閥式真空泵 (Rotary Piston Vacuum Pump) 廣泛應用于真空拉晶、真空鍍膜、真空冶金、真空熱處理、真空浸漬、真空干燥、真空蒸餾、真空練泥、航空航天模擬試驗等新材料、新技術(shù)、新工藝的生產(chǎn)與研制中。 德國萊寶LEYBOLD滑閥真空泵可單獨使用,也可作為羅茨真空泵、油增壓泵、油擴散泵的前級泵的使用。當抽吸對黑色金屬有腐蝕、對真空油起化學(xué)反應、含大量蒸汽、大量粉塵的氣體時(shí),需附加裝置。優(yōu)點(diǎn):相比旋片式真空泵耐用性要高好幾倍且抽氣速率大,價(jià)格相對高一點(diǎn)。 用來(lái)抽除密閉容器的氣體的基本設備之一。它可以單獨使用,也可作為增壓泵、擴散泵、分子泵的前級泵使用。該型泵廣泛應用于冶金、機械、電子、化工、石油、醫藥等行業(yè)的真空冶煉、真空鍍膜、真空熱處理,真空干燥等工藝過(guò)程中。 德國萊寶LEYBOLD旋片式真空泵 ( Sliding Vane Rotary Vacuum Pump ) 具有結構緊湊,體積小,重量輕,噪音低,振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。所以,它適用于作擴散泵的前級泵,而且更適用于精密儀器配套和實(shí)驗室使用。例如:質(zhì)譜儀器,冰箱流水線(xiàn),真空冷凍干燥機等。 德國萊寶LEYBOLD羅茨真空泵 ( Roots Vacuum Pump ) 是一種旋轉式變容真空泵,須有前級泵配合方可使用在較寬的壓力范圍內,有較大的抽速,對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)。主要用于真空機組的主泵,需要用前級泵輔助。如:水環(huán)式真空泵,滑閥真空泵,立式無(wú)油真空泵,分子真空泵等。大羅茨真空泵保持紀錄為20000L/S。 德國萊寶LEYBOLD真空泵的選型: 真空泵的作用就是從真空室中抽除氣體分子,降低真空室內的氣體壓力,使之達到要求的真空度。概括地講從大氣到*真空有一個(gè)很大的范圍,至今為止還沒(méi)有一種真空系統能覆蓋這個(gè)范圍。因此,為達到不同產(chǎn)品的工藝指標、工作效率和設備工作壽命要求、不同的真空區段需要選擇不同的真空系統配置。為達到*配置,選擇真空系統時(shí),應考慮下述各點(diǎn): 首先必須檢查確定每一種工藝要求的真空度。因為每一種工藝都有其適應的真空度范圍,必須認真研究確定之。 在確定了工藝要求的真空度的基礎上檢查真空泵系統的極限真空度,因為系統的極限真空度決定了系統的*工作真空度。一般來(lái)講,系統的極限真空度比系統的工作真空度低20%,比前級泵的極限真空度低50%。 檢查確定工藝要求的抽氣種類(lèi)與抽氣量。因為如果被抽氣體種類(lèi)與泵內液體發(fā)生反應,泵系統將被污染。同時(shí)必須考慮確定合適的排氣時(shí)間與抽氣過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量。 檢查確定達到要求的真空度所需要的時(shí)間、真空管道的流阻與泄漏??紤]達到要求真空度后在一定工藝要求條件下維持真空需要的抽氣速率。 s=2.303(v/t)lg(p1/p2) 其中: s為真空泵抽氣速率(l/s) v為真空室容積(l) t為達到要求真空度所需時(shí)間(s) p1為初始容器內氣壓 p2為抽氣后容器內氣壓 德國萊寶LEYBOLD真空泵的影響因素: 它是決議產(chǎn)品的大小,抽氣量請求愈高,產(chǎn)品體積相對愈大,所需配用的電機功率亦會(huì )愈高。 它是決議產(chǎn)品采用何種構造,真空度是有表壓及壓力這兩種讀數。壓力表示讀數是值,即讀數愈靠近‘0\',真空度愈高。但反觀(guān)表壓,愈接近760mmHɡ即表示真空度愈高,假若你所請求的壓力(極限真空)是靠近‘0\',那么只要真空泵才能夠滿(mǎn)足這個(gè)需求。 德國萊寶LEYBOLD真空泵的維護保養: 真空泵的好壞決定于其機械結構和油的質(zhì)量,使用真空泵時(shí)必須把它保護好。如果蒸餾揮發(fā)性較大的有機溶劑時(shí),有機溶劑會(huì )被油吸收結果增加了蒸氣壓,從而降低了抽空效能,如果是酸性氣體,那就會(huì )腐蝕油泵,如果是水蒸氣就會(huì )使油成乳濁液而抽壞真空泵。 因此使用真空泵時(shí)必須注意下列幾點(diǎn): 在蒸餾系統和真空泵之間,必須裝有吸收裝置。 蒸餾前必須用水泵*抽去系統中有機溶劑的蒸氣。 如能用水泵抽氣的,則盡量用水泵,如蒸餾物質(zhì)中含有揮發(fā)性物質(zhì),可先用水泵減壓抽降,然后改用油泵。 減壓系統必須保持密不漏氣,所有的橡皮塞的大小和孔道要合適,橡皮管要用真空用的橡皮管。磨口玻璃涂上真空油脂。 根據使用的范圍和抽氣效能可將德國萊寶LEYBOLD真空泵分為三類(lèi): (1)一般水泵,壓強可達到1.333~100kPa(10~760mmHg)為"粗"真空。 (2)油泵,壓強可達0.133~133.3Pa(0.001~1mmHg)為"次高"真空。 (3)擴散泵,壓強可達0.133Pa以下,(10-3mmHg)為"高"真空。 若要較低的壓力,那就要用到油泵了,好的油泵能抽到133.3Pa(1mmHg)以下。 在有機化學(xué)實(shí)驗室里常用的減壓泵有水泵和真空泵兩種,若不要求很低的壓力時(shí),可用水泵,如果水泵的構造好且水壓又高,抽空效率可達1067~3333Pa(8~25mmHg)。水泵所能抽到的zui低壓力理論上相當于當時(shí)水溫下的水蒸氣壓力。例如,水溫25℃、20℃、10℃時(shí),水蒸氣的壓力分別為3192、2394、1197Pa(8-25mmHg)。用水泵抽氣時(shí),應在水泵前裝上安全瓶,以防水壓下降,水流倒吸;停止抽氣前,應先放氣,然后關(guān)水泵。 潤滑油 在德國萊寶LEYBOLD真空泵中真空泵油不僅作為獲得真空的介質(zhì),還對機械摩擦點(diǎn)起潤滑、冷卻和密封作用。 這是真空泵油的zui重要的性能,由于真空泵要求真空度很高,一般用石蠟基窄餾分潤滑油,對于擴散真空泵,還可使用蒸氣壓很低的硅油或其他合成油。 德國萊寶LEYBOLD真空泵腔內容積不斷變化而形成排氣作用,要求潤滑油應具有合適的粘度和粘溫特性。 真空泵不斷向高速度發(fā)展,由于滑片和泵體的高速摩擦使油溫升高,油品很容易氧化分解,尤其擴散泵往往處于很高的溫度環(huán)境下工作,使系統內蒸氣壓升高,真空度降低,因此要求真空泵油具有良好的熱氧化安定性。 真空泵吸入的如果是腐蝕性氣體,會(huì )與油發(fā)生化學(xué)反應,腐蝕泵內零件;吸入空氣中往往含有水汽冷凝水,引起真空泵油的乳化并使金屬腐蝕,所以要求具有良好的抗腐蝕和抗乳化性。 主要要求真空泵中不攜帶輕質(zhì)組分,以免影響油品的飽和蒸氣壓。 極限壓力是德國萊寶LEYBOLD真空泵油重要的使用性能指標以了解在zui低真空極限壓力下真空泵的極限壓力。 電機溫度高 某公司的300MW機組,每臺機組配備2臺機械真空泵,其中1臺運行,1臺備用。真空泵用于機組啟動(dòng)時(shí)抽真空,正常運行時(shí)用于抽出凝汽器中未凝結的氣體。該泵配備電機160kW,轉速590r/min,額定電流330A,電壓380V,B級絕緣,正常運行時(shí)電流220~230A。每年夏季,電機溫度都會(huì )超限,被迫加裝臨時(shí)冷卻風(fēng)機,但收效不大。電機長(cháng)期高溫運行會(huì )造成絕緣老化,縮短其使用壽命。對真空泵電機溫度高的原因分析如下。 德國萊寶LEYBOLD真空泵的原因分析: (1)電機功率大,工作電流大,發(fā)熱量大。 (2)風(fēng)扇轉速低,風(fēng)壓,風(fēng)量小。 (3)風(fēng)扇葉片數較少,產(chǎn)生的風(fēng)量小。 (4)電動(dòng)機附有灰塵、油污,降低了散熱能力。 (5)真空泵電機所在母線(xiàn)電壓為380V,由于電纜壓降及負荷分配不均,電機實(shí)際所加電壓只有365V,電壓偏低造成運行電流大。 德國萊寶LEYBOLD真空泵的對策: 電機功率、轉速是和真空泵相匹配的,不能更改。風(fēng)扇安裝于電機主軸上,電機轉速決定了風(fēng)扇轉速,也不可更換。增加風(fēng)扇葉片數量雖能起到一定作用,但葉片數量增加后,動(dòng)平衡不容易找,如找正不好,會(huì )引起電機振動(dòng)增加。 (1)將原風(fēng)扇罩加長(cháng)40cm,在里面加裝一個(gè)與風(fēng)扇罩同直徑軸流風(fēng)機,軸流風(fēng)機電機功率850W,轉速1489r/min,電壓380V。原風(fēng)扇繼續保留。軸流風(fēng)機另設一路電源控制,軸流風(fēng)機與主電機不設連鎖。真空泵啟動(dòng)后及時(shí)啟動(dòng)軸流風(fēng)機運行,真空泵停運后30min停運軸流風(fēng)機,以使主電機得到充分冷卻; (2)定期清除電機上灰塵,保持電機散熱片清潔,增加其散熱能力; (3)將真空泵所在母線(xiàn)電壓調整為400V。 效果 (1)由于軸流風(fēng)機轉速高,風(fēng)壓風(fēng)量大,冷卻效果大大增強,在相同的環(huán)境溫度、負荷電流下,主電機溫度下降了12℃。夏季主電機溫度未再超限。 (2)軸流風(fēng)機可人為控制,主電機停運后,軸流風(fēng)機仍可運行,可以使主電機得到充分冷卻。 (3)盡量使2段母線(xiàn)負荷分配平衡,以防某段母線(xiàn)因負荷過(guò)重造成電壓下降過(guò)多。 (4)電壓調整后,真空泵運行電流降為210A,發(fā)熱量相對減小。 (5)減緩了主電機的絕緣老化速度,延長(cháng)了其使用壽命。
上一篇:Danfoss變頻器基本簡(jiǎn)介與歷史發(fā)展 下一篇:穆格MOOG比例閥、放大器壞了怎么辦?
|