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真空泵是指利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來(lái)講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。

按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類(lèi)型，即氣體捕集泵和氣體傳輸泵。其廣泛用于冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業(yè)。

基本概述

簡(jiǎn)介

真空泵是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)?，真空泵須有前?jí)泵配合方可使用在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速，對(duì)被抽除氣體中含有灰塵和水蒸汽不敏感廣泛用于冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業(yè)。

發(fā)展

真空泵包括水環(huán)泵、往復(fù)泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵等，目前這些泵是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用真空泵。

工藝過(guò)程中必不可少的主力泵種。近年來(lái)，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，真空泵相關(guān)下游應(yīng)用行業(yè)保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，同時(shí)在真空泵應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展等因素的共同拉動(dòng)下，我國(guó)真空泵行業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。

據(jù)《2013-2017年中國(guó)真空泵制造行業(yè)深度調(diào)研與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》[1]數(shù)據(jù)顯示，在我國(guó)真空泵市場(chǎng)上，外國(guó)企業(yè)的進(jìn)入與成功已成為不可爭(zhēng)辯的事實(shí)，日本真空各地布點(diǎn)，德國(guó)萊寶在中國(guó)擴(kuò)建，美國(guó)泰悉爾集團(tuán)、韓國(guó)優(yōu)成等國(guó)際著名廠家也紛紛尋找伙伴在中國(guó)建制造基地。他們的胃口很大，勢(shì)有鯨吞真空泵市場(chǎng)之勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)雖然有一些企業(yè)逐漸崛起，在真空泵市場(chǎng)上占據(jù)了較為領(lǐng)先的地位，但是多數(shù)企業(yè)研發(fā)能力差，與國(guó)外同行相比，高端產(chǎn)品在技術(shù)上仍處于劣勢(shì)。

真空泵包括干式螺桿真空泵、水環(huán)泵、往復(fù)泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵等，這些泵是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用真空工藝過(guò)程中必不可少的主力泵種。近 年來(lái)， 伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，真空泵相關(guān)下游應(yīng)用行業(yè)保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，同時(shí)在真空泵應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展等因素的共同拉動(dòng)下，我國(guó)真空泵行業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定地快速的發(fā)展。

真空干燥箱對(duì)于所烘的物料是有要求的，其一是不能含有大量的水，其二是不能含有有機(jī)化合物;二者在抽真空的同事會(huì)被泵抽進(jìn)體內(nèi)，從而產(chǎn)生一系列的不良反應(yīng)，影響泵的使用壽命。如果物料含水或者是有機(jī)溶劑，得加液態(tài)水過(guò)濾器和冷凝器，起到一個(gè)過(guò)濾的作用。我們?cè)谑褂谜婵崭稍锵涞耐瑫r(shí)， 也一定要加強(qiáng)對(duì)于真空泵的維護(hù)，及時(shí)給真空泵換油，延長(zhǎng)它的使用壽命?！吨袊?guó)真空泵制造行業(yè)深度調(diào)研與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告前瞻》分析顯示：干式真空泵目前在國(guó)內(nèi)仍處于起步階段，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口將會(huì)成為日后的趨勢(shì)。干式真空泵對(duì)于制程的良率會(huì)產(chǎn)生較大的效果。干泵替代現(xiàn)有的水泵、油泵也是一個(gè)趨勢(shì)。

現(xiàn)狀

真空泵是一個(gè)量大面廣的產(chǎn)品，產(chǎn)量很大，產(chǎn)值不高，但它確實(shí)是一個(gè)直接影響到真空成套設(shè)備性能質(zhì)量的必不可少的基礎(chǔ)產(chǎn)品。真空泵的市場(chǎng)根據(jù)用戶的需要而發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于半導(dǎo)體工業(yè)的迅速發(fā)展以及干泵和分子泵應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大。

目前，全球真空泵市場(chǎng)的年銷(xiāo)售額約20億美元，年增長(zhǎng)率在7%左右。

我國(guó)生產(chǎn)真空泵的廠家很多，全部真空泵的年銷(xiāo)售額大約在1.5億元左右，僅相當(dāng)于美國(guó)一家公司真空泵的年銷(xiāo)售額。通過(guò)對(duì)全球真空泵市場(chǎng)的分析我們可以看出，各類(lèi)真空泵的市場(chǎng)及應(yīng)用領(lǐng)域都在不斷變化和發(fā)展。我國(guó)真空泵制造業(yè)有著悠久的歷史和雄厚的基礎(chǔ)，國(guó)產(chǎn)真空泵已經(jīng)在各個(gè)不同領(lǐng)域得到應(yīng)用并經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，有些泵還出口國(guó)外，得到國(guó)外用戶的認(rèn)可并受到好評(píng)，應(yīng)該說(shuō)我國(guó)真空泵制造業(yè)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)仍然有著巨大的發(fā)展空間。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《真空泵項(xiàng)目投資價(jià)值分析報(bào)告》從市場(chǎng)狀況、發(fā)展現(xiàn)狀等方面分析了真空泵在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀及前景。

特點(diǎn)

(1)在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速；

(2)轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對(duì)稱性，故振動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙，不用潤(rùn)滑，摩擦損失小，可大大降低驅(qū)動(dòng)功率，從而可實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速；

(3)泵腔內(nèi)無(wú)需用油密封和潤(rùn)滑，可減少油蒸氣對(duì)真空系統(tǒng)的污染；

(4)泵腔內(nèi)無(wú)壓縮，無(wú)排氣閥。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，對(duì)被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感；

(5)壓縮比較低，對(duì)氫氣抽氣效果差；

(6)轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線柱面，加工和檢查比較困難。

結(jié)構(gòu)

（1） 泵總體結(jié)構(gòu)型式

真空泵的泵體的布置結(jié)構(gòu)決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。

立式結(jié)構(gòu)的進(jìn)、排氣口水平設(shè)置，裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差，故這種型式多用于小泵。

臥式泵的進(jìn)氣口在上，排氣口在下。有時(shí)為了真空系統(tǒng)管道安裝連接方便，可將排氣口從水平方向接出，即進(jìn)、排氣方向是相互垂直的。此時(shí)，排氣口可以從左或右兩個(gè)方向開(kāi)口，除接排氣管道一端外，另一端堵死或接旁通閥。這種泵結(jié)構(gòu)重心低，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)。

泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸與水平面垂直安裝。這種結(jié)構(gòu)裝配間隙容易控制，轉(zhuǎn)子裝配方便，泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便，潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜。

（2） 泵的傳動(dòng)方式

真空泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子是通過(guò)一對(duì)高精度齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)其相對(duì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。主動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接。在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種：其一是電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖。從動(dòng)轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過(guò)去帶動(dòng)，這樣主動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小，則兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的間隙不會(huì)因主動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形大而改變，故使轉(zhuǎn)子之間的間隙在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中均勻。這種傳動(dòng)方式的最大缺點(diǎn)是：a.主動(dòng)軸上有三個(gè)軸承，增加了泵的加工和裝配難度，齒輪的拆裝及調(diào)整也不便；b.整體結(jié)構(gòu)不勻稱，泵的重心偏向電動(dòng)機(jī)和齒輪箱一側(cè)。

真空泵分類(lèi)

液環(huán)泵

雖然液環(huán)泵屬于粗真空泵，但在中國(guó)的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域仍然有著很大的市場(chǎng)。液環(huán)泵工作原理在國(guó)外，液環(huán)泵的銷(xiāo)售額占全部真空泵市場(chǎng)的14%，僅次于干泵，由于液環(huán)泵大部分是鑄件，加工要求也不高，屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)品，所以國(guó)產(chǎn)液環(huán)泵在價(jià)格上有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵是要改進(jìn)設(shè)計(jì)，縮小體積，減輕重量，提高效率，降低能耗。

滑閥泵

由于滑閥泵比較耐用、可靠，國(guó)內(nèi)外各種真空爐、鍍膜機(jī)以及干燥、浸漬等設(shè)備都是用滑閥泵作為前級(jí)泵，滑閥泵工作原理但是滑閥泵鑄件重，加工工作量較大，所以國(guó)外各真空廠都在中國(guó)尋找合作伙伴。為了使國(guó)產(chǎn)滑閥泵能夠進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，必須進(jìn)一步降低泵的振動(dòng)噪聲，杜絕噴油和漏油，提高滑閥泵長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。

直聯(lián)旋片泵

隨著真空技術(shù)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，直聯(lián)旋片泵的需求量越來(lái)越大。由于這種泵數(shù)量很多，加工裝配工作量很大，價(jià)格又很低，所以有的國(guó)外真空廠商在中國(guó)建立專(zhuān)業(yè)廠。國(guó)產(chǎn)中小型直聯(lián)旋片泵在技術(shù)上已經(jīng)過(guò)關(guān)，價(jià)格又遠(yuǎn)比國(guó)外的泵便宜，所以國(guó)產(chǎn)泵仍然有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵是要解決軸封漏油以及旋片材料和真空泵油的性能質(zhì)量問(wèn)題，確保直聯(lián)泵在高速、高溫下性能穩(wěn)定和運(yùn)行可靠，同時(shí)還要進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)直聯(lián)旋片泵抽除水蒸氣的能力。

羅茨泵

從國(guó)外羅茨泵生產(chǎn)情況來(lái)看，國(guó)外幾家大公司，如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC，他們各家羅茨泵的銷(xiāo)售額占全球羅茨泵銷(xiāo)售額的比例都沒(méi)超過(guò)5%，這5家總計(jì)才20%，羅茨泵產(chǎn)量不大，但國(guó)外羅茨泵羅茨泵工作原理的價(jià)格遠(yuǎn)比國(guó)產(chǎn)泵要高得多。國(guó)內(nèi)外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統(tǒng)，為了縮短抽氣時(shí)間、提高生產(chǎn)效率都配有羅茨泵，所以國(guó)產(chǎn)羅茨泵一定要在占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基礎(chǔ)上設(shè)法進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，這樣就必須進(jìn)一步降低國(guó)產(chǎn)羅茨泵的振動(dòng)噪聲，徹底解決軸封漏油問(wèn)題，改進(jìn)泵的外觀質(zhì)量，提高泵內(nèi)的光潔度和清潔度。另外，還要考慮到有些國(guó)家和地區(qū)的電源頻率為60Hz，更要確保羅茨泵在提高轉(zhuǎn)速的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。

國(guó)內(nèi)氣冷式直排大氣羅茨泵進(jìn)展很快，技術(shù)上已經(jīng)成熟。由于這種泵在排氣口的下面裝有氣體冷卻器，其中一部分被冷卻的氣體通過(guò)管道返回泵腔以冷卻轉(zhuǎn)子，從而使壓縮熱得到平衡，所以這種泵可以直排大氣。為了滿足不同極限真空度的要求，這種泵可以串聯(lián)使用，一般前面加一臺(tái)氣冷式直排大氣羅茨泵，所達(dá)到的極限真空要比前級(jí)泵高一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種泵由于在泵腔內(nèi)沒(méi)有工作介質(zhì)，實(shí)際上也是屬于干泵。這種氣冷式直排大氣羅茨泵及機(jī)組已經(jīng)在石油、化工、塑料、農(nóng)藥、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長(zhǎng)期運(yùn)行的考驗(yàn)，所以應(yīng)該在國(guó)內(nèi)大力推廣和應(yīng)用。

影響因素

1、對(duì)工作蒸汽及其干度的研究：

蒸汽壓力偏低及壓力波動(dòng)均對(duì)真空泵的能力有較大影響,因此蒸汽壓力不應(yīng)低于要求的工作壓力,但所用真空泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定型,過(guò)多提高蒸汽壓力并不會(huì)增加抽氣量及真空度。另外,要確保鍋爐供給的蒸汽壓力穩(wěn)定,最好用一臺(tái)鍋爐專(zhuān)門(mén)給蒸汽噴射泵提供工作蒸汽,這樣蒸汽壓力就不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),真空泵性能穩(wěn)定。

2、對(duì)循環(huán)冷卻水要求的研究：

冷卻水供量不足,冷凝器會(huì)發(fā)熱,氣流聲音變大,真空度迅速下降,甚至蒸汽會(huì)返入抽氣管。冷凝水在多級(jí)真空泵中具有舉足輕重的作用，冷凝水可以將蒸汽充沛冷凝，真空泵排出壓力中的水蒸汽分壓有必要高于其所對(duì)應(yīng)的飽滿蒸汽壓，因此冷凝水的溫度也要低于該壓力下的飽滿溫度，才能保證泵體的正常作業(yè)。

3、對(duì)真空泵系統(tǒng)密封要求的研究：

真空泵處于極限狀態(tài)時(shí),第1級(jí)排出的水很少,有時(shí)甚至沒(méi)有。因此,第1級(jí)泵有大量水排出,可以認(rèn)為是系統(tǒng)有泄漏。通常的漏氣原因有:墊片沒(méi)裝、裝錯(cuò)或損壞,螺栓未擰緊,法蘭面損壞,焊縫有沙眼,接頭（壓力表、真空表等）未裝好。

4、對(duì)噴嘴要求的研究：

噴嘴是影響真空泵性能的重要部件,存在的問(wèn)題有:噴嘴裝錯(cuò)、裝歪、堵塞、損壞、腐蝕和泄漏,不管采取何種預(yù)防措施,噴嘴的堵塞在所難免。一方面由于安裝蒸汽管道時(shí),管道中殘存的鐵屑及焊渣會(huì)堵塞噴嘴;另一方面,真空泵系統(tǒng)停用時(shí),蒸汽管道易生銹,銹斑在使用時(shí)掉落堵塞噴嘴。