真空泵（Vacuum   pump）是一種用機(jī)械或物理化學(xué)方法將密閉容器中的氣體抽出，從而產(chǎn)生、提高和保持容器內(nèi)真空度的設(shè)備。真空泵具有產(chǎn)生負(fù)壓的功能、增加制動(dòng)力、降低真空室氣壓和抽取特殊氣體的功能。真空泵主要用于機(jī)械、冶金、化工、醫(yī)療、食品、電子、半導(dǎo)體、能源、高能物理、航天航空等領(lǐng)域。

1654年奧托首先發(fā)明了真空泵·馮·居里克（Otto Von Guericke）波義耳在格里克真空泵的基礎(chǔ)上發(fā)明的（Robert   Boyle）和胡克（Robert  , look）進(jìn)行了大量的優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的活塞泵。1682年，波義耳（Robert   Boyle）提出了一種雙缸泵Haux ratio（Haux ratio）1705年，進(jìn)一步改進(jìn)的雙缸泵被制造出來(lái)。19世紀(jì)末，福里斯特（Kaufman）引入了氣缸油泵。1912年，蓋德發(fā)明了一種基于新原理的泵，即分子泵，可以產(chǎn)生極低的壓力。后來(lái)在1915年，蓋德利用水銀蒸汽噴射流攜帶的氣體分子實(shí)現(xiàn)了高真空。這些蒸汽流泵已經(jīng)大規(guī)模開(kāi)發(fā)并逐漸應(yīng)用于世界各地。

根據(jù)工作原理和真空度，真空泵可分為低真空泵、高真空泵、機(jī)械真空泵和噴射真空泵等許多不同類(lèi)型。不同類(lèi)型的真空泵具有不同的結(jié)構(gòu)和原理常見(jiàn)的真空泵是往復(fù)式真空泵、水環(huán)真空泵、旋片真空泵和低溫泵等。例如，往復(fù)式真空泵的原理是利用泵腔內(nèi)的活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)而吸入氣體、壓縮并排出；低溫泵的原理是利用低溫表面捕獲氣體。

真空泵中的關(guān)鍵技術(shù)是螺桿干式真空泵技術(shù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)等。真空泵具有極限壓力、抽氣速率、預(yù)壓力等性能指標(biāo)，并具有產(chǎn)生負(fù)壓的功能、增加制動(dòng)力、降低真空室氣壓和抽取特殊氣體的功能。從全球真空泵應(yīng)用來(lái)看，干式真空泵后期需求將持續(xù)增長(zhǎng)；從真空泵的市場(chǎng)需求來(lái)看，全球真空泵的需求將持續(xù)增長(zhǎng)。

起源

真空泵是奧托首先發(fā)明的·馮·居里克（Otto Von Guericke）發(fā)明于1654年。第一個(gè)真空泵很粗糙，接頭通過(guò)浸泡在水中保持密封。1657年，格里克進(jìn)行了著名的馬德雷堡半球?qū)嶒?yàn)，證明了大氣壓可以產(chǎn)生巨大的動(dòng)力。在格利克真空泵的基礎(chǔ)上，博伊爾（Robert   Boyle）和胡克（Robert  , look）進(jìn)行了大量的優(yōu)化設(shè)計(jì)，很快博伊爾（Robert   Boyle）羅伯特設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的活塞泵·胡克（Robert  , look）制造的。大約在同一時(shí)間，西蒙托學(xué)院利用水銀氣壓計(jì)頭部的真空空間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該氣壓計(jì)被認(rèn)為是單沖程水銀泵。

發(fā)展

1854年，蓋斯勒（Heinrich  Geissler）1855年，波恩開(kāi)設(shè)了一家制造科學(xué)儀器的工廠，并設(shè)計(jì)了一臺(tái)水銀氣泵。

1682年，波義耳（Robert   Boyle）提出了雙缸泵，這意味著一個(gè)活塞上的大氣壓力完成了提升另一個(gè)活塞所需的大部分工作。豪克斯比（Haux ratio）1705年，進(jìn)一步改進(jìn)的雙缸泵被制造出來(lái)。

19世紀(jì)末，福里斯特（Kaufman）介紹了一種圓柱油泵，基本上還是圓柱真空泵的模式。基于托里拆利（Torricelli）反復(fù)實(shí)驗(yàn)，為了產(chǎn)生經(jīng)典研究中的高真空和氣體放電，使用了蓋斯勒（Geissler）和托普勒（Toepler）式的泵。一個(gè)新時(shí)代開(kāi)始于1905年，考夫曼（Kaufman）連續(xù)旋轉(zhuǎn)的水銀泵被引入，但它很快就建成了（Gaede）取而代之的是基于。1617世紀(jì)的水泵原型是蓋德等人引進(jìn)的箱式泵。

1912年，蓋德發(fā)明了一種基于新原理的泵，即分子泵，它可以產(chǎn)生極低的壓力。后來(lái)在1915年，蓋德利用水銀蒸汽噴射流攜帶的氣體分子實(shí)現(xiàn)了高真空。這些蒸汽流泵已經(jīng)大規(guī)模開(kāi)發(fā)并逐漸應(yīng)用于世界各地。

真空泵是一種用機(jī)械或物理和化學(xué)方法從密閉容器中抽出氣體的方法，它產(chǎn)生、提高和保持容器內(nèi)真空度的設(shè)備。

機(jī)械真空泵

往復(fù)式真空泵原理。泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣缸中的活塞在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用下來(lái)回運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于氣缸左室容積的不斷增大，氣缸內(nèi)氣體的密度減小，形成泵送過(guò)程。此時(shí)，泵送容器中的氣體通過(guò)吸入閥5進(jìn)入泵體的左腔當(dāng)活塞到達(dá)最右側(cè)位置時(shí)，氣缸的左腔完全充滿氣體，然后活塞向左移動(dòng)，此時(shí)吸氣閥5關(guān)閉。隨著活塞從右向左移動(dòng)，氣缸中的氣體逐漸被壓縮當(dāng)氣缸中的氣體壓力達(dá)到或略大于一個(gè)大氣壓時(shí)，排氣閥4打開(kāi)，將氣體排放到大氣中，完成一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)活塞再次從左向右移動(dòng)時(shí)，它會(huì)吸入一部分氣體，重復(fù)前面的循環(huán)，以此類(lèi)推，直到泵送體積中的氣體壓力滿足要求。

水環(huán)真空泵

1.基本構(gòu)造。水環(huán)真空泵主要由排氣口組成、橡膠球、泵體、吸氣口、葉輪、木環(huán)構(gòu)成。

2.基本原理。當(dāng)葉輪在圖中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周由于離心力的作用，水根據(jù)泵腔的形狀形成一個(gè)厚度大致相同的閉合環(huán)。水環(huán)的上部?jī)?nèi)表面剛好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部?jī)?nèi)表面剛好與葉尖接觸（事實(shí)上，葉片在水環(huán)中有一定的插入深度）此時(shí)，在葉輪輪轂和水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形的空間，這個(gè)空間被葉輪分成幾個(gè)葉片數(shù)相同的小空腔。如果以葉輪上部為0°為起點(diǎn)，在葉輪旋轉(zhuǎn)180°之前，小腔容積由小變大，與端面上的吸入口相通，此時(shí)氣體被吸入，吸入結(jié)束后小腔與吸入口隔離；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當(dāng)小腔與排氣口連通時(shí)，氣體從泵中排出。

旋片真空泵

1.基本構(gòu)造。2.基本原理。旋片真空泵的主要部件浸在真空油中，可以密封各部件的間隙。泵上有一個(gè)鎮(zhèn)流閥當(dāng)需要吸入含有少量可冷凝氣體的混合氣體時(shí)，將受控氣流引入泵的壓縮室以增加混合氣體的壓力 在泵室溫度下分壓未達(dá)到飽和值時(shí)，使可冷凝氣體從泵中排出。

滑閥真空泵

1.基本構(gòu)造。

2.基本原理。固定在滑環(huán)上的矩形滑桿可在安裝在泵體內(nèi)的滑動(dòng)導(dǎo)軌中上下滑動(dòng)和左右擺動(dòng)。滑環(huán)和滑桿將泵腔分成兩部分、B兩個(gè)工作室。當(dāng)偏心輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，B室的容積逐漸減小，吸入的氣體逐漸被壓縮，壓力逐漸增大。與此同時(shí)，A室的容積逐漸擴(kuò)大，其中的氣體壓力不斷降低，泵送的氣體不斷從滑桿的腔孔和吸入口吸入A室。當(dāng)B室中的氣壓升高到大氣壓力以上時(shí)，排氣閥被推開(kāi)并排放到大氣中；而當(dāng)吸氣結(jié)束時(shí)，腔室A的容積達(dá)到最大值，從而完成一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)偏心輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣體不斷被吸入壓縮和排出，達(dá)到連續(xù)抽氣的目的。

羅茨真空泵

1.基本構(gòu)造。

基本原理。羅茨真空泵的工作原理是泵工作時(shí)，主動(dòng)轉(zhuǎn)子4和從動(dòng)轉(zhuǎn)子3靠近泵體反向旋轉(zhuǎn)，從抽真空進(jìn)氣口2吸入空氣，從排氣口5排出氣體，從而達(dá)到抽真空的目的。

水蒸汽噴射泵

1.基本構(gòu)造。蒸汽噴射泵主要由過(guò)濾器組成、吸入口、擴(kuò)散管、喉管等結(jié)構(gòu)組成。

基本原理。蒸汽通過(guò)拉瓦爾噴嘴，壓力降低，速度增加蒸汽的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，以超音速噴入混合室，與泵送介質(zhì)混合進(jìn)行能量交換混合氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器，減速和增壓，并轉(zhuǎn)化為壓力能為了降低后續(xù)泵的泵送負(fù)荷，配置了冷凝器，通過(guò)兩種具有一定溫差的介質(zhì)對(duì)流來(lái)冷凝高溫介質(zhì)。

油擴(kuò)散泵

1.基本構(gòu)造。油擴(kuò)散泵主要由噴嘴組成、泵體、導(dǎo)流管、加熱器、控溫裝置等組成。

基本原理。擴(kuò)散泵油底殼中的泵油在真空中被加熱至沸騰溫度（約200℃）產(chǎn)生大量的油蒸氣，油蒸氣通過(guò)導(dǎo)流管由各級(jí)噴嘴高速?lài)姵觥Ｒ驗(yàn)閿U(kuò)散泵入口附近的泵送氣體的分壓高于蒸汽流中的分壓，所以泵送氣體的分子連續(xù)擴(kuò)散到蒸汽流中。油蒸汽撞擊泵送的氣體分子，這是泵送的氣體分子沿蒸汽流方向的高速運(yùn)動(dòng)。氣體分子撞擊泵壁并反射回來(lái)，然后撞擊蒸汽流并沿蒸汽流方向再次流向泵壁。經(jīng)過(guò)幾次碰撞，氣體分子被壓縮到低真空端，然后由后面幾個(gè)噴嘴噴出的蒸汽流被多級(jí)壓縮，最后被前面的泵抽走。油氣在冷卻后的泵壁上冷凝，然后返回油底殼再次加熱，如此循環(huán)工作。

氣體捕集泵

基本原理。濺射離子泵工作時(shí)，空間電子在磁場(chǎng)作用下在陽(yáng)極管中做螺旋運(yùn)動(dòng)，與氣體分子碰撞，使氣體分子電離電離后會(huì)產(chǎn)生離子并飛向陰極，大量鈦原子被濺射起來(lái)沉積在陽(yáng)極管內(nèi)壁和陰極板上，產(chǎn)生泵浦作用，轟擊陰極產(chǎn)生的二次電子，參與氣體電離。失去能量后，電子最終被陽(yáng)極吸收。

低溫泵

基本原理。低溫泵是能達(dá)到極限真空的泵低溫泵中有一個(gè)被液氦或制冷機(jī)冷卻到極低溫度的冷板，可以冷凝氣體，保持冷凝液的蒸汽壓低于泵的極限壓力，達(dá)到抽空氣的效果。低溫泵的主要功能是低溫冷凝、低溫吸附和低溫捕獲。

按照真空度分類(lèi)

真空泵按真空度分類(lèi)，可分為低真空泵、中真空泵、高真空泵和超高真空泵四種類(lèi)型。

1.低真空泵。低真空泵意味著壓力大于1.33Pa真空泵，如往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)式、水環(huán)式、噴射和吸附真空泵等。

2.中真空泵。真空泵意味著10 ^ 2的壓力-2~1.33Pa真空泵，如羅茨真空泵、多級(jí)噴射真空泵等。

3.高真空泵。高真空泵意味著壓力為10-6~10-2Pa真空泵，例如各種擴(kuò)散泵和分子泵。

4.超高真空泵。超高真空泵是指壓力小于10-6Pa真空泵，如離子泵、低溫泵等。

按照結(jié)構(gòu)分類(lèi)

根據(jù)結(jié)構(gòu)，真空泵可分為機(jī)械真空泵、射流式真空泵、和其他類(lèi)型真空泵。

1.機(jī)械式真空泵。機(jī)械真空泵是一種真空泵，如往復(fù)式真空泵，通過(guò)機(jī)械作用使泵腔工作容積周期性變化，實(shí)現(xiàn)抽氣、旋轉(zhuǎn)式真空泵等。

2.射流式真空泵。噴射真空泵沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，主要依靠通過(guò)噴嘴的高速?lài)娚鋪?lái)抽真空，如蒸汽噴射泵、空氣噴射泵、水噴射泵和各種擴(kuò)散泵等。

3.其他類(lèi)型真空泵。其他類(lèi)型的真空泵指的是獲得高真空、具有極高真空或高純度真空的泵，如吸附泵、分子泵、離子泵、冷凝泵等。

根據(jù)泵腔內(nèi)是否有油

真空泵按泵腔內(nèi)是否有油來(lái)分類(lèi)，可分為油真空泵、無(wú)油真空泵、及“干”式真空泵。

優(yōu)點(diǎn)

1.真空泵可以安全地抽吸和清除礦井中的廢物；

2.真空泵具有避免泄漏和控制氣味的能力，可以使固體物料的運(yùn)輸更加安全；

3.真空泵可以相對(duì)安全地輸送一些危險(xiǎn)物質(zhì)，保護(hù)環(huán)境；

4.真空泵可以快速清除堵塞的排水系統(tǒng)中的廢料，提高時(shí)間利用率；

缺點(diǎn)

1.真空泵可能會(huì)有液體塞，這會(huì)妨礙真空泵的使用；

2.真空泵中的流體蒸汽會(huì)限制真空泵的吸入壓力；

3.由于密封膠流體的蒸汽壓力，真空泵在工作溫度下可用的真空是有限的。

真空泵用于獲得、維持和提高真空的裝置，它的應(yīng)用領(lǐng)域是機(jī)械、冶金、化工、醫(yī)療、食品、電子、半導(dǎo)體、能源、高能物理、航天航空等。

真空泵

1.產(chǎn)生負(fù)壓。真空泵可以利用機(jī)械、物理、可以改進(jìn)使用化學(xué)或物理化學(xué)方法抽空抽空容器以獲得真空的裝置和設(shè)備、產(chǎn)生和維持真空。例如，在塑料加工中，通過(guò)真空泵產(chǎn)生的負(fù)壓將塑料片吸附在模型表面以制造產(chǎn)品。

2.增加制動(dòng)力。真空泵的輸出主要是動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力當(dāng)真空泵可以 t正常工作時(shí)，液壓系統(tǒng)仍可由人力幫助驅(qū)動(dòng)。例如汽車(chē)中的真空泵，主要用于增加制動(dòng)。

3.降低真空室中的氣壓。真空泵的作用是從真空室中排除氣體分子，降低真空室中的氣體壓力并使其達(dá)到所需的真空度。例如，當(dāng)用于真空泵包裝領(lǐng)域時(shí)。如食品加工、食品包裝、食品貯藏等。

4.抽取特殊氣體。真空泵可以抽取特殊氣體，主要用于石油化工行業(yè)、制藥、在食品加工和冶金制造中。真空泵可以排除酸性氣體和易燃易爆氣體。例如，當(dāng)生產(chǎn)硫酸時(shí)，提取酸性氣體。