[科普中国]-旋片式真空泵

旋片式真空泵泵内偏心安装的转子与定子固定面相切，两个（或以上）旋片在转子槽内滑动（通常为径向）并与定子内壁相接触，将泵腔分为几个可变容积的一种旋转变容积真空泵。通常，旋片与泵腔之间的间隙用油来作为密封，所以旋片真空泵一般是油封式机械真空泵。

应用其工作压强范围为101325－1.33×10-2（Pa）属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。

结构原理结构旋片式真空泵可以抽除密封容器中的干燥气体，若附有气镇装置，还可以抽除一定量的可凝性气体。但它不适于抽除含氧过高的，对金属有腐蚀性的、对泵油会起化学反应以及含有颗粒尘埃的气体。

旋片式真空泵是真空技术中最基本的真空获得设备之一。旋片泵多为中小型泵。旋片式真空泵有单级和双级两种。所谓双级，就是在结构上将两个单级泵串联起来。一般多做成双级的，以获得较高的真空度。

旋片泵的抽速与入口压强的关系规定如下：在入口压强为1333Pa、1.33Pa和1.33×10-1（Pa）下，其抽速值分别不得低于泵的名义抽速的95%、50%和20%。

旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。

原理图旋片泵的旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分，当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。由于空间A的容积是逐渐增大（即膨胀），气体压强降低，泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强，因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时，即转至空间B的位置，气体开始被压缩，容积逐渐缩小，最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时，排气阀被压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转，达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级（低真空级），由低真空级抽走，再经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。

工作原理旋转式真空泵工作原理：

1.液环真空泵工作原理：

液环真空泵常用的有水环真空泵和纳西泵。它主要用于抽吸气体，特别在抽吸腐蚀性气体时更为常用。

在泵体中装在适量的水作为工作液。当叶轮顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮壳相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮壳与水环这间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部零度为起点，那么叶轮在旋转前180度时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体更被排出泵外。水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。

纳西泵的作用原理和水环真空泵一样，但是由于叶轮是在椭圆型壳体中旋转，在长轴方向的液环与叶轴间形成两个月牙形空间，叶轮旋转时就反复靠近和离开液环，空间也就反复缩小和扩大。这样，就可不断地将液体压出和吸入。

2.滑阀真空泵工作原理：

另一种典形的旋转真空泵为滑阀真空泵，泵壳内装一偏心的转子。转子上有若干槽，槽内有可以滑动的滑片。转子转地槽内的滑片向四周伸出，不与泵壳接触。气体于滑片与泵壳所包围的空间扩大的一侧吸入，于二者所包围的空间缩小的它侧排出。滑片真空泵所产生的低压可达0.06Pa。相比旋片真空泵运行更加稳定，耐用性更强。

3.喷射式真空泵工作原理：

喷射泵是利用流动时的动能与静压能相互转化的原理来吸送流体的，工作液体可以是蒸汽，也可以是液体。

喷射泵由工作喷嘴和扩压器及混合室相连而组成。工作喷嘴和扩压器这两个部件组成了一条断面变化的特殊气流管道。工作蒸气在高压下以很高的速度从喷嘴喷出，在喷射过程中，气流通过喷嘴可将静压能转变为动能。工作蒸汽压强和泵的出口压强之间的压力差，使工作蒸汽在管道中流动。

在这个特殊管道中，蒸汽经过喷嘴的出口到扩压器入口之间的这个区域（混合室），由于蒸汽流处于高速而出现一个负压区。此处的负压要比工作蒸汽压强和泵出口处所能承受的最大压强（反压强）低很多。此时，被抽气体吸进混合室，工作蒸汽和被抽气体相互混合并进行能量交换，把工作蒸汽静压能转变来的动能传给被抽气体，混合气流在扩压器扩张某而产生正激波，波后的混合气流速度降为亚音速，混合气流的压力上升。亚音速的气流在扩压器的渐扩流动时是降速增压的。混合气流在扩压器出口处，压力增加，速度下降，而后从压出口排出。故喷射泵也是一台气体压缩机1。

故障排除的方法运转中的旋片式真空泵，如果操作不当，往往会出现故障，譬如旋片式真空泵真空度下降，喷油、冒烟、油封处漏油，噪音等情况，和泵内的真空泵油乳化等现象。万一出现这种情况，首先不用恐慌，等停机以后根据故障一一排除。这里介绍几个排除故障的方法。

一、旋片式真空泵冒烟和喷油：指旋片式真空泵在运转中排气口冒烟或者喷油。

1、冒烟，如果是泵刚刚开始运转有冒烟的现象，属于正常，如果长时间在冒烟就是不正常了。解决之道：冒烟说明泵的进气口外，包括管道、阀门、容器有修理的情况。检漏以后处理了，冒烟会结束。涡街流量计

2、喷油，说明进气口外有大量的漏点，甚至是进气口暴露大气。解决之道：封住泵的进气口使泵运转，如果不喷油的话，说明有漏点;排气阀片损坏，检查排气阀片是否损坏，更换坏的排气阀片。

二、旋片式真空泵噪音：这里指泵的噪音。

1、敲缸，泵运转时发出不规律的响声，似金属敲打金属的声音。这是旋片在击打泵体发出的声音。这种情况主要是配对旋片间的弹簧断或者是收缩或弹出失效造成的。解决之道：打开泵检查旋片弹簧是否损坏。更换好的弹簧。

2、排气阀片噪音，主要是泵的排气阀片破损。解决之道：更换好的排气阀片。

三、旋片式真空泵真空度下降：指当下测得的旋片式真空泵真空度比出厂指标或者以前使用时的真空度低。引起真空度低的原因有很多，这里介绍几种主要的情况。

1、这次加的旋片式真空泵油的牌号和原先的不一样。不同的真空泵油牌号，由于不同牌号油内的饱和蒸汽压不一样，所以其的结果是不一样的。解决之道：根据产品的型号规格更换正确的新真空泵油。

2、另外也是由于真空泵油造成的真空度低的情况，就是真空泵油乳化变色，或者过脏。解决之道：放干净泵内的所有真空泵油，更换同类型的真空泵油，并解决被抽气体中水蒸气和杂质不进入泵内。

3、被抽气体的温度可能过高。解决之道：降低被抽气体的温度，或可以加一个相应的换热器。

4、泵内的油路不通或者不畅，泵腔内没有保持一定量的油量。解决之道：检查油路是否畅通，并加同类型的真空泵油。

5、配合的间隙改大。这是长期被抽气体内含有粉尘等，造成旋片和定子之间磨损后的间隙增大。解决之道：检查间隙是否过大，更换新的零部件。

旋片式真空泵特点1、抽速快，体积小，重量轻，噪声低，维修方便，极限真空度高等优点。按国际限真空均为6×10-2Pa（即5×10-4Torr，注：Torr=133.32Pa)。

2、有可靠的防尘装置。其他旋片泵，当杂物通过防尘装置后，即可接进入泵腔内。而我司生产的真空泵当杂物通过防尘装置，只能流落在防尘装置的外部周围。这样就确保了泵的正常运转，彻底解决了杂物进入泵腔内咬死的现象。

3、设有一个放气阀带进油孔的复合螺钉，我国多年生产的双级旋片泵，进油孔均设计在油箱内部的低级排气阀座上。当油孔堵塞时，需放掉油，拆下油箱，才能疏通油孔。真空泵只要旋出复合螺钉，即可疏通油孔，亦可排出杂物及水蒸气。即快又省力，大大提高了泵的工作效率。

适用范围1、气体类型： 常温无其它混合物的清洁干燥空气，不许有含其它粉尘及水分的空气。

2、工作要求： 进口压强在大于6500Pa时连续工作时间，不得超过3分钟以免喷油引起泵损。

3、工作要求： 进口压强在小于1330pa的条件下，允许长时期连续工作。

4、环境温度： 真空泵一般在不低于5℃的室温及不高于90%的相对湿度的环境内使用。

分类旋片式真空泵的分类有很多，国产的旋片式真空泵包括2X型旋片式真空泵、X型旋片式真空泵、2XZ型旋片式真空泵、XD型旋片式真空泵、WX型无油真空泵，将其特点和用途介绍如下：

2X型旋片式一、2X型旋片式真空泵的概述：

2X型旋片式真空泵为双级结构，它的工作性能由高压级与低压级二部分组成，它的吸入口与真空容器或真空设备连接，在运转时容器内的气体将大量吸入与排出。当设备获得真空时，高压级排气阀片将封闭，高压级吸入的气体将转送到第二级，并经第二级吸入与排出，这样真空设备可获得一定的真空。该泵的技术参数6×10-2pa。根据用户使用情况，可配备真空增压泵，将2X型旋片式真空泵为前级泵，由于增压泵的抽气力加强，前级泵连续抽除，能使你的设备获得更高的真空。

二、2X型旋片式真空泵的用途及适用范围：

由于现代科学技术的高度发展，2X型旋片式真空泵的应用遍及各个科学领域和各种企业事业单位，其主要表现在：

1、可供冶金、化工、轻工、石油、医疗、制药、印染、电器、电真空、半导体、食品、原子能、纺织等科研机关、大专院校、工矿企业作科研和生产与教学之用。

2、由于2X型旋片式真空泵是用黑色金属制造，而且比较精密，整个泵的工作都是与油联系在一起的，所以它不适用于抽除含氧过高的、有毒的、有爆炸性的浸蚀黑色金属的和对真空油起化学作用的各种气体，也不可做为压缩机和输送泵使使用。如有气镇装置的泵，可抽除一定量的可凝汽体。

3、2X型旋片式真空泵可以用来直接获得真空度在10-3托以下的真空作业，以及配合其它真空设备获得真空度10-3托以上的真空作用之用。

4、2X型旋片式真空泵一般在不底于5℃的室温及不高于90%的相对温度的环境内使用。

可根据用户使用情况，配备真空增压泵，将该泵做为前级泵，由于增压泵的抽气力加强，前级泵连续抽除，设备能获得更高的真空。

X型旋片式一、X型旋片式真空泵的介绍及用途：

X型旋片式真空泵系单级旋片式真空泵，国内首创的能抽除大量水蒸气的新产品，由于泵本身带有油再生装置和可靠的气镇装置，延长了泵油的使用寿命。X型旋片式真空泵用来对密封容器抽除气体所获得真空的基本设备，适用于电子器件制造，真空干燥、过滤、浸渍、涂膜、焊接、冶炼及实验室装备等（工艺品专用泵）。它可单独使用，也可作为增压泵、扩散泵的前级泵使用，但不适用于自一容器抽至另一容器作输送泵用。当抽除含氧过高的、有爆炸性的、对黑色金属有腐蚀性的、对真空油起化学反应的有水的、有灰埃的等等气体时，应加附设装置。主要型号有：X-100型单级旋片式真空泵、X-150型单级旋片式真空泵。

二、X型旋片式真空泵的特点：

1、相对于XD系列单级真空泵具有极限真空高，对于滑阀真空泵可通过调整消声针阀来控制噪声，由于其转子偏心质量小，且对转子作了平衡，故振动小。

2、X系列旋片式真空泵抽气效率高。

3、X系列旋片式真空泵气镇性能好。

X系列旋片式真空泵有经过特殊设计的气镇装置可向排气腔充入干燥气体，从而大大降低排出气体中蒸汽的分压力。当其低于泵温下的饱和蒸汽压时即可随充入空气排出泵外，而避免凝结在泵中。

4、X系列旋片式真空泵配有温控水量调节阀。

泵工作时通过泵自身所配上述调节水压，可将泵温调至75oC±5oC，从而提高排出泵外，但应使泵温不超过80oC（油箱测温点）。

5、X系列旋片式真空泵有油水分离器。

它能够使泵油中的杂质和凝结物积存到油水分离器的底部，通过安装在底部的放水阀排出泵外2。

2XZ型旋片式一、2XZ型旋片式真空泵概述：

2XZ型旋片式真空泵为双级直联结构，它的工作性能由高压级与低压级二部份组成，它的吸入口与真空设备连接，在运转时将容器内的气体大量吸入与排出，当设备获得真空时，高压级排气阀封闭，高压级入口的气体将转送到第二级，并经第二级吸入与排出真空设备可获得了一定的真空，2XZ型旋片式真空泵的技术参数为6×10-2 Pa，泵与电机连轴，高转速，外型小，结构紧凑，流动性工作方便，可用于电真空器件制造、保温瓶制造、真空焊接、印刷、吸塑、制冷设备修理以及仪器仪表配套等。因为它具有体积小、质量轻、操声低等优点，所以更适宜于实验室里使用。

二、2XZ型旋片式真空泵的特点：

2XZ型旋片式真空泵具有体积小，重量轻、噪声低、起动方便等优点。此外，还有防止返油的措施（2XZ-8）和无防止油封漏油污染场地的措施。

1、2XZ型旋片式真空泵是获得真空的基本设备，它可单独作用，亦可作为各类高真空系统的前级泵和预抽泵。

2、2XZ型旋片式真空泵进气口连续敞通大气运转，不得超过三分钟。

3、泵不适用于抽除对金属有腐蚀性的，对泵油起化学反应的、含有颗粒尘埃的气体，以体含氧过高的，有爆炸性的气体。

4、泵有得作压缩泵或输送泵用。

5、2XZ型旋片式真空泵的工作环境：温度5℃-40℃范围内，相对温度不大于90%，进气口压强小于1333Pa的条件下允许长期连续运转。

6、装接电源时，按电机标牌的规定接线，应注意电机旋转方向与支座上的箭头方向一致。

7、连续被抽容器的管道，其直径应不小于泵的进气口直径，且管道应短和弯头少，同时注意管道的泄漏。

8、每次起动前着重查看油位，以停泵时注油至油标玻璃直径的4/5高度为宜。

9、具泵油采用清洁的SY1634-70 1号真空泵油。

10、2XZ型旋片式真空泵可在通大气或任何真空度下一次起动。XZ-1单级型泵如果起动困难，可拨掉进气管塞帽起动，随后投入运转。

WX型无油型一、WX型无油真空泵概述：

WX型真空泵系无油真空泵，是一种获得真空设备之一。WX型无油真空泵的极限真空为6×10-2Mpa。它具有结构简单、操作容易、维护方便、不会污染环境等优点。是一种使用范围非常广泛的机械真空泵。与一般油润滑的真空泵相比，无油真空泵的使用范围更广泛，应用于各种物品的吸收和输送，自动机械的物料供给设备。

二、WX型无油真空泵系列旋片式真空泵的用途：

无油真空泵可具体应用于下列各项工作中：

1、自动包装线上的真空吸拉列开装、装料。

2、印刷机械上的纸张真空吸送。

3、各种液体注入瓶内的高效率真空灌装。

4、各种塑料制品的真空吸塑成形。

5、物体表面在真空状态下的气密性试验。

6、纸箱及瓶类物品的标签真空吸送粘帖。

7、真空吸引固定下的照相制版。

8、真空状态下的利用压力差引导气体分析。

9、各种医药机械自动线上的配套使用。

10、加工上的非磁性零件夹用的真空吸盘夹具。

11、各种容器在真空状态下的检漏试验。

12、食品加工机械上的应用。

13、中西药厂真空蒸馏干燥。

14、医院手术室的真空吸引。

15、院校、研究所、厂矿实验室气体分析，理化实验。

16、各种医疗仪器的配套使用等。

XD型旋片式一、XD型旋片式真空泵概述：

XD型旋片式真空泵为单级旋片式联轴式结构。它的工作性能是高转速，低噪声，抽速快，效率高。XD型旋片式真空泵只需空气冷却，有防返油结构，防止泵油返入被抽系统，泵内装有排气过滤器，有效消除油雾，运转平衡，振动小，可以在任意压强下工作。XD型旋片式真空泵泵的技术参数2×10-2Pa，已普遍适用食品真空包装，医药、印刷机械纸张输送，玻璃工业输送，真空夹具，干燥等单位的使用。

二、XD型旋片式真空泵的特点：

1、XD型旋片式真空泵可以在任意入口压强下工作，最大的特点。

2、在XD型旋片式真空泵的内部装有油雾消除器，能有效地消除泵排出的气体中的油雾，避免油雾对周围环境的污染。

3、在XD型旋片式真空泵的吸气口装有逆止阀，当泵停止时逆止阀与泵内专门设置的孔的联合作用下，可以立即使泵与被抽系统隔离，防止泵油返入被抽系统，同时保持了被抽容器的真宽度，因而使用本型真空泵洋就可以不需要再配置带有放气的真空截止阀，从而可以减少用户的使用费用。

4、XD型旋片式真空泵配有油气分离器，它与油雾消除器一起组成了有效的消音系统，能消除排气噪音，避免噪音污染。

5、XD型旋片式真空泵和电动机直接联接安装，采用空气冷却，不需水冷却管道，因此本型是一种结构紧凑，安装简便的设备。

6、结构设计合理，振动小，不用地脚螺栓即可工作3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学