正文

1.1真空的获得(3)

钛及难熔金属真空熔炼 作者:马宏声


(2)往复式真空泵

往复式真空泵(简称往复泵)又名活塞式真空泵,属于低真空获得设备。它与液环真空泵相比,具有真空度高、消耗功率低等优点;与旋片真空泵相比,它能被制成大抽速的泵。这种泵的主要缺点是结构复杂,老式泵带有牵引移动配气装置。近年来往复泵在结构上有了很大改进,采用固定气阀代替移动气阀,简化了结构,改善了性能。并且在降低功率消耗、减少振动噪声、提高转速、缩小体积等方面也做了很多工作。

往复式真空泵从结构形式上可分为立式和卧式两种;从级数上可分为单级泵、双级泵和三级泵;从抽气方式上可分为单作用的和双作用的;从润滑方式上可分为有油润滑和无油润滑两种。一般单级泵可获得极限压强为1330~2660Pa,双级泵极限压力可达4~7Pa,三级泵极限压力可达0.1~2.6Pa。

图1-2为往复式真空泵结构和工作原理示意图。工作时,单作用泵在电动机的驱动下,通过曲柄连杆机构的作用,使汽缸的活塞做往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运动时,由于气缸的左腔体积不断增大,气缸内气体的密度不断减小,形成了抽气过程,此时被抽容器中的气体经过吸气阀5进入泵体左腔。当活塞达到最右位置时,气缸左腔内就完全充满了气体。接着活塞从右端向左端运动,此时吸气阀5关闭。气缸内的气体随着活塞从右向左运动而逐渐被压缩,当气缸内气体的压力达到或稍大于一个大气压时,排气阀4被打开,将气体排到大气中,完成一个工作循环。当活塞再自左向右运动时,又重复前一循环,如此反复下去,被抽容器中最终达到某一稳定平衡压力。

图1-2 往复式真空泵的结构和工作原理图

双作用泵在气缸两端均有吸、排气阀,见图1-2(b)。当活塞向下运动时,上边的吸气阀吸气,排气阀关闭;下边的排气阀排气,吸气阀关闭。当活塞向上运动时,下边的吸气阀吸气,排气阀关闭;上边的排气阀排气,吸气阀关闭。活塞往复一次,实现两次吸、排气过程,在同样泵腔容积的情况下,抽速比单作用泵提高一倍。

(3)旋片式真空泵

旋片式真空泵(简称旋片泵)是一种变容式气体传输真空泵,为真空技术中最基本的真空获得设备之一。其工作压力范围为105~1.33×10-2Pa,属于低真空泵。它可以单独使用,也可以作为其他高真空的前级泵,用以抽出密闭容器内的干燥气体。若有气镇装置还可以抽出一定量的可凝性气体,但旋片泵不适合于抽出含氧量过高的、有爆炸性的、对金属有腐蚀性的、与泵油发生化学反应的、含有颗粒尘埃的气体。

叶片泵主要由泵体、转子、旋片、弹簧、端盖等组成,如图1-3所示。转子偏心安装在泵体内,圆柱形转子的直径位置有通孔装有两块滑片,中间有弹簧支撑,使片端与泵体始终密切接触。当转子旋转时叶片沿着泵体空腔内壁滑动,并将空腔分割成月牙形空间A、B、C三部分。若转子按图中箭头方向旋转时,A空间的容积增加,压力降低,气体经泵口被吸入,此时处于吸气过程;B空间的容积减小,压力增加,处于压缩过程;C空间的容积进一步减小,压力进一步增加,当压力超过排气压力时,压缩气体推开泵油密封的排气阀,处于向大气中排气的过程。在泵的连续运转过程中,不断进行着吸气、压缩和排气过程,从而达到连续抽气的目的。


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