简述真空泵的分类和发展趋势

  • 2019-02-26
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真空泵是一种真空获得设备,可利用物理、化学或者机械等方法对容器进行抽气来获得与改善真空环境。真空泵的类型众多,在我国多个工业领域得到了应用,本文重点介绍真空泵的分类和几种常见真空泵的性能、优缺点等,分析我国真空泵产品的发展趋势。

 

  摘要:真空泵是一种真空获得设备,可利用物理、化学或者机械等方法对容器进行抽气来获得与改善真空环境。真空泵的类型众多,在我国多个工业领域得到了应用,本文重点介绍真空泵的分类和几种常见真空泵的性能、优缺点等,分析我国真空泵产品的发展趋势。

  真空的含义

  17世纪,意大利物理学家托里拆利揭示了“真空”的存在。真空是指在给定空间内,气体压强低于一个大气压的气体状态,完全没有任何气体的状态叫绝对真空,一般我们所说的真空是指相对真空,即能达到的最低压强下,每立方米气体中仍然有少数气体分子存在。

  在真空技术中,一般用“真空度”和“压强”来表示真空程度,某空间的压强越低则说明真空度越高,压强越高表示真空度越低。根据各压强范围内不同的物理特点,把真空一般划分为粗真空、低真空、高真空和超高真空几个区域。

  

1 真空区域的划分

  (资料来源:公开资料整理)

  真空泵的分类

  20世纪初以后真空技术不断发展,真空设备种类越来越多,应用领域也逐渐扩大。按照真空泵的工作原理,可以将其分为气体传输泵和气体捕集泵两种基本类型。气体传输泵主要是通过不断的吸入和排除气体达到抽气目的,气体捕集泵通过使气体分子被吸附或者凝结在泵的内表面上,从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的。

  

2 真空泵的分类

 (资料来源:公开资料整理)

  工业领域常见的几种真空泵及其发展趋势

  水环式真空泵是一种变容积泵,可以抽除易燃、易爆及腐蚀性气体,还可以抽除含有灰尘和水分的气体。该种真空泵具有结构简单、易维修、磨损小、安全性高、不会污染被输送气体等优点,缺点是效率不高,且获得真空度不高(粗真空)。水环泵的主要原料为铸件,容易加工,属于劳动密集型产品,因此国产产品相比进口泵有价格优势,目前应用范围较广。目前国产液环泵生产企业应主要在减轻重量、缩小体积、降低能耗和提高效率等方面对产品进行改进。

  旋片真空泵是最基本的真空获得设备之一,它是一种油封式机械真空泵,适用于密闭系统的气体抽取,如真空包装、真空成形、真空吸引等,但是不可用于抽除含氧量高、对金属有腐蚀性、可与泵油起化学反应、含有颗粒尘埃的气体,也不能抽除水或其他液体。旋片泵具有体积小、重量小、噪音低等优点,能够获得较高的真空度。国产旋片泵在技术上已经达标,且价格远低于进口泵,具有一定竞争优势。旋片泵目前待解决问题主要是旋片材料、轴封漏油等,还有能够抽除水蒸气的旋片泵的研制。

  滑阀真空泵属于一种油封式变容真空泵,可以用来抽取一般性气体或者含有少量气凝性气体,相比旋片泵,具有可以在高压强下工作(104Pa)、抽气量大、可以在较恶劣的工况下使用和经久耐用等优点,主要应用在真空冶炼、真空干燥、真空浸渍、真空蒸馏等方面。滑阀泵的铸件重,加工工作量大,因此很多国外生产企业希望与国产真空泵企业合作,为了加快替代进口,国产滑阀泵需要在降低振动噪声、防止喷油和漏油方面进行产品的优化。

  罗茨真空泵具有启动快、功耗小、抽速大等优点,能够抽除含有水蒸气和灰尘的气体,能敏捷抽除忽然放出的气体,使用罗茨泵可以减少抽气时间,提升生产效率。目前国产罗茨泵与进口产品相比市场份额较小,为了达到抢占国内市场以及进入国际市场的目的,国产企业需在降低振动噪声、解决轴封漏油、提升泵内的光洁度和清洁度方面对国产产品进行改进。

  干式螺杆真空泵,是一种相对较新的真空获得设备,具有可靠性高、使用寿命长、动力平衡性能好、适应强、能够多相混合输送等特点,可以抽除有腐蚀性的、有毒、含有粉尘的气体以及可凝性蒸汽等多种气体。干泵的应用范围非常广泛,代表行业包括半导体行业、化工行业、薄膜工业等,来自这三个行业的需求是干泵市场的主要驱动力。欧美的半导体行业中,大约有一半左右企业使用干式真空泵代替油封式机械泵。而目前国产干式真空泵的应用较少,市场份额不到1%,我国的半导体行业以使用进口干式泵为主,因此应加大对国产干式泵的研发力度,让干式真空泵成为我国真空行业的新的经济增长点。

  结语

  真空泵经过长时间的发展,种类和应用领域较多,每种真空泵具有不同的优特点和性能,使用企业需根据各自的使用工况、真空度要求等方面因素考虑如何选取真空泵。目前我国真空行业应重视对国产真空泵的产品升级,抢占更多国内市场并进入国际市场。


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