真空泵是一種旋轉式變容,真空泵須有前級泵配合方可使用在較寬的壓力范圍內有較大的抽速,對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。

發展

真空泵包括水環泵、往復泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和擴散泵等,目前這些泵是我國國民經濟各行業應用真空

工藝過程中必不可少的主力泵種。近年來,伴隨著我國經濟持續高速發展,真空泵相關下游應用行業保持快速增長勢頭,同時在真空泵應用領域不斷拓展等因素的共同拉動下,我國真空泵行業實現了持續穩定地發展。

據《2013-2017年中國真空泵制造行業深度調研與投資預測分析報告》[1]數據顯示,在我國真空泵市場上,外國企業的進入與成功已成為不可爭辯的事實,日本真空各地布點,德國萊寶在中國擴建,美國泰悉爾集團、韓國優成等國際著名廠家也紛紛尋找伙伴在中國建制造基地。他們的胃口很大,勢有鯨吞真空泵市場之勢。近年來,國內雖然有一些企業逐漸崛起,在真空泵市場上占據了較為領先的地位,但是多數企業研發能力差,與國外同行相比,高端產品在技術上仍處于劣勢。

真空泵包括干式螺桿真空泵、水環泵、往復泵、滑閥泵、旋片泵、羅茨泵和擴散泵等,這些泵是我國國民經濟各行業應用真空工藝過程中必不可少的主力泵種。近 年來, 伴隨著我國經濟持續高速發展,真空泵相關下游應用行業保持快速增長勢頭,同時在真空泵應用領域不斷拓展等因素的共同拉動下,我國真空泵行業實現了持續穩定地快速的發展。

真空干燥箱對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化合物;二者在抽真空的同時會被泵抽進體內,從而產生一系列的不良反應,影響泵的使用壽命。如果物料含水或者是有機溶劑,得加液態水過濾器和冷凝器,起到一個過濾的作用。我們在使用真空干燥箱的同時, 也一定要加強對于真空泵的維護,及時給真空泵換油,延長它的使用壽命。《中國真空泵制造行業深度調研與投資預測分析報告前瞻》分析顯示：干式真空泵目前在國內仍處于起步階段,國產替代進口將會成為日后的趨勢。干式真空泵對于制程的良率會產生較大的效果。干泵替代現有的水泵、油泵也是一個趨勢。

現狀

真空泵是一個量大面廣的產品,產量很大,產值不高,但它確實是一個直接影響到真空成套設備性能質量的必不可少的基礎產品。真空泵的市場根據用戶的需要而發生動態變化。市場增長的主要驅動力來自于半導體工業的迅速發展以及干泵和分子泵應用領域的日益擴大。

目前,全球真空泵市場的年銷售額約20億美元,年增長率在7%左右。

我國生產真空泵的廠家很多,全部真空泵的年銷售額大約在1.5億元左右,僅相當于美國一家公司真空泵的年銷售額。通過對全球真空泵市場的分析我們可以看出,各類真空泵的市場及應用領域都在不斷變化和發展。我國真空泵制造業有著悠久的歷史和雄厚的基礎,國產真空泵已經在各個不同領域得到應用并經過驗證,有些泵還出口國外,得到國外用戶的認可并受到好評,應該說我國真空泵制造業在國內外市場仍然有著巨大的發展空間。

前瞻產業研究院發布的《真空泵項目投資價值分析報告》從市場狀況、發展現狀等方面分析了真空泵在國內的現狀及前景。

特點

1、在較寬的壓力范圍內有較大的抽速；

2、轉子具有良好的幾何對稱性,故振動小,運轉平穩。轉子間及轉子和殼體間均有間隙,不用潤滑,摩擦損失小,可大大降低驅動功率,從而可實現較高轉速；

3、泵腔內無需用油密封和潤滑,可減少油蒸氣對真空系統的污染；

4、泵腔內無壓縮,無排氣閥。結構簡單、緊湊,對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感；

5、壓縮比較低,對氫氣抽氣效果差；

6、轉子表面為形狀較為復雜的曲線柱面,加工和檢查比較困難。

結構

1、 泵總體結構型式

真空泵的泵體的布置結構決定了泵的總體結構。

立式結構的進、排氣口水平設置,裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高,在高速運轉時穩定性差,故這種型式多用于小泵。

臥式泵的進氣口在上,排氣口在下。有時為了真空系統管道安裝連接方便,可將排氣口從水平方向接出,即進、排氣方向是相互垂直的。此時,排氣口可以從左或右兩個方向開口,除接排氣管道一端外,另一端堵死或接旁通閥。這種泵結構重心低,高速運轉時穩定性好。一般大、中型泵多采用此種結構。

泵的兩個轉子軸與水平面垂直安裝。這種結構裝配間隙容易控制,轉子裝配方便,泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便,潤滑機構也相對復雜。

2、泵的傳動方式

真空泵的兩個轉子是通過一對高精度齒輪來實現其相對同步運轉的。主動軸通過聯軸器與電機聯接。在傳動結構布置上主要有以下兩種：其一是電動機與齒輪放在轉子的同一側如圖。從動轉子由電動機端齒輪直接傳過去帶動,這樣主動轉子軸的扭轉變形小,則兩個轉子之間的間隙不會因主動軸的扭轉變形大而改變,故使轉子之間的間隙在運轉過程中均勻。這種傳動方式的最大缺點是：a.主動軸上有三個軸承,增加了泵的加工和裝配難度,齒輪的拆裝及調整也不便；b.整體結構不勻稱,泵的重心偏向電動機和齒輪箱一側。

雖然液環泵屬于粗真空泵,但在中國的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫藥等領域仍然有著很大的市場。液環泵工作原理在國外,液環泵的銷售額占全部真空泵市場的14%,僅次于干泵,由于液環泵大部分是鑄件,加工要求也不高,屬勞動密集型產品,所以國產液環泵在價格上有競爭優勢,關鍵是要改進設計,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,國內外各種真空爐、鍍膜機以及干燥、浸漬等設備都是用滑閥泵作為前級泵,滑閥泵工作原理但是滑閥泵鑄件重,加工工作量較大,所以國外各真空廠都在中國尋找合作伙伴。為了使國產滑閥泵能夠進入國際市場,必須進一步降低泵的振動噪聲,杜絕噴油和漏油,提高滑閥泵長期運行的可靠性。

直聯旋片泵

隨著真空技術在各個應用領域的不斷擴大,直聯旋片泵的需求量越來越大。由于這種泵數量很多,加工裝配工作量很大,價格又很低,所以有的國外真空廠商在中國建立專業廠。國產中小型直聯旋片泵在技術上已經過關,價格又遠比國外的泵便宜,所以國產泵仍然有競爭優勢,關鍵是要解決軸封漏油以及旋片材料和真空泵油的性能質量問題,確保直聯泵在高速、高溫下性能穩定和運行可靠,同時還要進一步提高國產直聯旋片泵抽除水蒸氣的能力。

羅茨泵

從國外羅茨泵生產情況來看,國外幾家大公司,如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC,他們各家羅茨泵的銷售額占全球羅茨泵銷售額的比例都沒超過5%,這5家總計才20%,羅茨泵產量不大,但國外羅茨泵羅茨泵工作原理的價格遠比國產泵要高得多。國內外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統,為了縮短抽氣時間、提高生產效率都配有羅茨泵,所以國產羅茨泵一定要在占領國內市場基礎上設法進入國際市場,這樣就必須進一步降低國產羅茨泵的振動噪聲,徹底解決軸封漏油問題,改進泵的外觀質量,提高泵內的光潔度和清潔度。另外,還要考慮到有些國家和地區的電源頻率為60Hz,更要確保羅茨泵在提高轉速的情況下長期運行的可靠性。

國內氣冷式直排大氣羅茨泵進展很快,技術上已經成熟。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管道返回泵腔以冷卻轉子,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,這種泵可以串聯使用,一般前面加一臺氣冷式直排大氣羅茨泵,所達到的極限真空要比前級泵高一個數量級。這種泵由于在泵腔內沒有工作介質,實際上也是屬于干泵。這種氣冷式直排大氣羅茨泵及機組已經在石油、化工、塑料、農藥、汽輪機轉子動平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長期運行的考驗,所以應該在國內大力推廣和應用。

蒸汽壓力偏低及壓力波動均對真空泵的能力有較大影響,因此蒸汽壓力不應低于要求的工作壓力,但所用真空泵結構設計已定型,過多提高蒸汽壓力并不會增加抽氣量及真空度。另外,要確保鍋爐供給的蒸汽壓力穩定,最好用一臺鍋爐專門給蒸汽噴射泵提供工作蒸汽,這樣蒸汽壓力就不會出現波動,真空泵性能穩定。

2、對循環冷卻水要求的研究：

冷卻水供量不足,冷凝器會發熱,氣流聲音變大,真空度迅速下降,甚至蒸汽會返入抽氣管。冷凝水在多級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應的飽滿蒸汽壓,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。

3、對真空泵系統密封要求的研究：

真空泵處于極限狀態時,第1級排出的水很少,有時甚至沒有。因此,第1級泵有大量水排出,可以認為是系統有泄漏。通常的漏氣原因有:墊片沒裝、裝錯或損壞,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,存在的問題有:噴嘴裝錯、裝歪、堵塞、損壞、腐蝕和泄漏,不管采取何種預防措施,噴嘴的堵塞在所難免。一方面由于安裝蒸汽管道時,管道中殘存的鐵屑及焊渣會堵塞噴嘴;另一方面,真空泵系統停用時,蒸汽管道易生銹,銹斑在使用時掉落堵塞噴嘴。

5、蒸汽的影響：

我們常用的真空泵為蒸汽噴發真空泵,是以過飽滿水蒸汽為作業介質的,蒸汽的狀況對泵的功能有決定性的影響。濕蒸汽不只影響泵的功能,還會腐蝕蒸汽噴嘴,添加泵的蒸汽用量,使泵的作業狀況變得不穩定。

6、環境的影響：

環境的影響主要是指被抽氣體對體系的污染,在鋼液處置過程中,鋼液會放出很多的氣體,同時也會有一部分細微的氧化粉皮等小顆粒被吸入真空泵,這些小顆粒會堆積粘附在泵體上,減小了抽氣管路流導,延長了抽氣時間,下降了泵的抽氣功能。

7、泵體布局的影響：

關于單級真空泵,簡單磨損的部位是蒸汽的噴嘴,噴嘴被磨損后,不只會影響泵的功能,還會增加體系的運轉本錢。