真空获得技术

真空系统用到的真空泵有：扩散泵、机械泵、旋片泵、罗茨增加泵、干泵。为了获得更好的真空效果及抽气速率通常采用真空泵组合机组来实现。

工业常用组合：机械泵+扩散泵、机械泵+分子泵

旋片泵的结构示意图：

工作过程：

气体从入口进入转子和定子之间

偏轴转子压缩空气并输送到出口

气体在出口累积到一定压强，喷出到大气

工作范围及特点：

Atmosphere to 10-3 torr

耐用、价格优

由于泵的定子。转子都浸入油中，每周期都有油进入容器，有污染

要求机械泵油有低的饱和蒸气压、一定润滑性、粘度和高稳定性。

旋片式机械泵工作示意图

一般用油机械泵粗抽真空，不能使系统真空度太高，太高会造成严重的机械泵返油反流，只要达到高真空泵工作范围即可。油位控制吸入气体粉尘多，有污染问题，可在泵入口加一除尘装置和一过滤装置油乳化，吸入气体水蒸气太多，可加一气镇装置，或者在罗茨泵排气加冷凝器（乳化就是一种液体离散为很多微粒分散到另一种液体中，成为一种乳液）。吸入气体温度过高，比如高于50℃，应采用气冷罗茨泵对气体降温。经常检查泵的各部件温度，及时调节冷却水水量。

气镇的运用：

泵所抽取的气体中通常会包含一定量的可凝性气体，这种混合气体在泵内压缩排气的过程中，如果可凝性气体的分压超过了泵温下的饱和蒸气压，那么他们就会凝结，和泵油混合，随着凝结物的累加，最终会导致泵油的性能变差，乃至乳化。我们可以采用气镇来防止蒸汽凝结，从而避免油污染。具体做法就是将室温干燥空气或氮气从气镇孔充入泵体的压缩腔，从而起到一个稀释的作用，使压缩后的蒸汽分压能保持在泵温状态下的饱和蒸气压之下，因此蒸汽可以不被压缩和其他气体一起排出泵外。气镇虽然能起到排出蒸汽的目的，但同时也降低了泵的抽速度及极限真空，因此通常先打开气镇阀排出蒸汽，等过一段时间就可以关闭气镇阀，再抽一会就可达到泵的极限真空。当泵油被少量凝结液污染后可以通过气镇来自净化泵油：关闭入口阀门，打开气镇阀，运行有单时间，泵油即可恢复。

罗茨泵的工作原理

罗茨泵分三种：低真空罗茨泵、中真空罗茨泵（机械增压泵）、高真空罗茨泵（干泵）。

罗茨泵压缩气体所需的功率与压差成正比，一但气体压差过高，泵就可能出现过载现象，造成电机绕组烧损。

罗茨泵特点：

启动快，迅速工作对气体中的灰尘和水蒸气不敏感转子不需要油润滑，提供比较洁净的工作环境设备驱动功率小，机械磨损小结构紧凑，小巧运行维护费用低

罗茨泵转子冷却问题：

泵连续长时间工作会导致转子温度的升高，在10torr量级范围内，被抽气体导热能力变的很差，转子的散热主要是向泵腔辐射被带走，这样会使转子和泵腔存在很大的温度差，转子的热膨胀可能导致转子之间及干泵腔间隙的减小乃至消失，转子就可能被卡死，乃至损坏。

转子的冷却一般有两种方法：1、在出气口加水冷却器，排气回流的气体经过热交换器变成了低温气体，它在通过间隙返流就可以对转子进行冷却；2；往主轴的颈部内孔通过冷却流体，进入到转子内部，进而通过循环实现对转子的冷却，通过符合的大小来调节油量的多少，达到一个合理的冷却效果，通过循环水来冷却油（内冷却方法存在的最大缺陷是转子内部存在气泡的话会引起转子运转不平衡，造成泵损坏）。

为了实现最大的冷却效果必须做到：

1、返流充气迅速完成，冷却器截流作用小，导流要大。

2、冷却器对气体的热交换要充分，因此就要有尽量大的交换面积。

但是两者又是相矛盾的，必须从气体流动状态规律和热交换规律两方面进行综合考虑，进行优化选择。

当然具体来说需要考虑的因素更多：转子转速、压差、气体温度、冷却水因素、泵腔体积等。

常出现问题：

油温高：

冷却不好，箱体油位过高，过滤器堵塞、油路堵塞，工作液不合要求

涡轮不转：

箱体油位过低，过滤器堵塞，液压泵入口漏气

轴端漏油：

油封损坏，油封没安装好，联轴器产生稀有效应（加一挡风板）

转子卡死或损坏：

冷却水有问题

泵突然停机：

冷却水问题，前级泵故障导致罗茨泵出口压力过高，罗茨泵过载

真空度江都

前级泵故障或性能变差，管道泄漏

泵内杂音：

机件磨损，生产气体中有较大磨耗性颗粒进入泵体，因转子间，与泵腔间狭缝极小（一般为0.1-0.2mm）加之泵长期运转存在的磨损都可能导致转子产生碰擦，产生异响。

泵一般应该运行一年进项一次大检修：齿轮及轴承的磨损，检查密封装置更换密封圈，检查转子的腐蚀情况，转子结垢情况，泵腔腐蚀及结垢情况。