1.2.2   三种常见泵介绍

（1）    2X-70旋片泵

旋片泵（图3）

1—泵体；2—转子；3—旋片；4—端盖；5—弹簧

①   工作原理：2-X70旋片泵是一种油封式机械真空泵。其工作压强范围为大气到6.7×10^-2（Pa）属于低真空泵。旋片泵分单级和双级两种。所谓双级，就是在结构上将两个单级泵串联起来。以获得较高的真空度。旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等零件组成。在旋片泵的泵腔内偏心地安一个转子，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。两个旋片把转子、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，见图3。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（压力降低），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（压力升高），正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的（压力升高），正处于压缩过程。由于空间A的容积逐渐增大（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。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，就组成了双级泵，见图4。

双级泵（图4）

I—高真空泵；II—低真空泵；1—中间辅助排气阀；2—通道；3—低真空级排气阀

②    旋片泵的主要参数及其影响的原理

极限真空：泵装有标准试验罩，并按规定条件工作，在不引入气体正常工作的情况下，趋向稳定的最低压强。

泵油对机械泵的极限真空也是有一定影响的。见图5

DE：理想泵油，油量与极限压强（真空度）之间关系

FG：实际使用的吸收大量空气和水分的泵油，油量越多，放气量越大，极限压强越高

P₀：油的饱和蒸气压（在给定温度下，某种物质的蒸气与其凝聚相处于平衡状态下的该种物质的蒸气压力）

P_B：极限压强最低值（极限压强越低，则极限真空度越高）

    为了获得良好的极限真空度，旋片泵应适当地选择油面高度，泵油温度不同，极限真空也不同，油温越高，则极限真空越低。

气镇法：大气中含有一定量的水蒸气。水蒸气是可凝性气体。泵工作时所抽除的气体多是某些可凝性气体和永久性气体的混合物。如果可凝性气体的分压强超过了泵温时的饱和蒸气压，那么这种可凝性气体（简称蒸汽）就会凝结与油混合，随油一起循环。当它返到高真空端时又重新蒸发变成蒸气。泵不断地运转，这种凝结物不断地增加，结果使泵的极限真空下降，破坏了泵的抽气性能。采用气镇法就是为了解决这一问题。打开气镇阀，将一股经过控制（气镇阀开的大小）的气流经气镇孔进入泵的压缩腔中，让这股气流在压缩过程中与被抽蒸气相混，形成蒸气和空气的混合物。把这种混合物压缩到排气压强时，使蒸气分压强能保持在泵温状态的饱和蒸气压以下，因而蒸气不会凝结。达到蒸气与其它气体一起排至泵外的目的。泵在掺气过程中，其极限真空度比不掺气时下降1～2数量级。抽速也随之下降。

③    2X-70泵常见问题及处理、维护

真空泵使用一定时间后，由于被抽除的气体不纯洁，而玷污了真空泵，影响了泵的真空度，此时须更换真空泵油。

须经常保持真空泵周围环境清洁，泵本身及管道，并注意油温升、冷却水流量、油量、真空指标（在运转一定时间后真空度允许下降，但不应超过半个数量级）及噪声是否正常，三角带的松紧程度，及电机运转正常与否。

        抽气速率与进口压强曲线（图6）

（2）    ZJP-600罗茨泵

罗茨泵是一种旋转式变容真空泵。其极限真空度可达5×10^-2 Pa，又称机械增加泵。其工作原理是通过二个“8”字形的转子旋转，通过容积的改变来实现抽气和排气。其工作原理与罗茨鼓风机相似。

维修保养：

①    应经常保持泵房环境清洁干燥。

②   应经常注意各部分润滑油的状况，如发现不足时，应及时补充。如发现不清洁时，应及时更换，并注意螺塞重新旋进去时应保证密封。泵工作压差应控制在旁通阀允许的压差范围内，否则易烧坏电机。

③    在拆修时各部件不能用重锤敲打。

④   拆下的零件避免碰伤、擦毛。特别要注意密封面的平整光洁，否则会引起再装配后漏气现象，泵不能恢复原有性能。

⑤   拆下的零件用汽油、四氯化碳或乙醚清洗，干燥后才能装配。

⑥   装配时要注意转子两端与左右侧盖的间隙，转子与转子，转子与泵体的间隙按规定要求调整。

⑦   泵体左右侧盖之间之结合面均采用107树脂（即室温硫化硅橡胶）密封。

⑧   装配前必须注意螺旋套方向，主动轴上靠近电机一侧为左旋，齿轮箱一侧为右旋，从动轴上则相反。

（3）    油扩散泵

油扩散泵（见图7）是一种蒸气射流泵，其工作原理是把工作介质（扩散泵油）的动能在抽气方向上传给被抽气体来作为基础的。扩散泵的抽气过程是被抽气体扩散到油蒸气射流中而被携带到泵出口排除的过程。其工作极限真空度在10^-2～10^-5 Pa范围内。应用在设备上的扩散泵工作范围在10^-2～10^-4 Pa范围内。性能曲线见，见图8                          

                      油扩散泵（图7）

影响扩散泵性能的因素：

①    扩散泵油蒸气的返流。

a. 泵壁表面油膜和油滴的蒸发。

b. 喷嘴喷出的高速油蒸气流碰到泵壁后的反射。

c. 一级喷口表面的油膜及油滴的蒸发。

d. 喷口边缘高速油蒸气流的散射。

e. 室温下油沿泵壁向表面迁移。

②    气体分子的反扩散。

③    扩散泵油的裂化分解（油氧化没抽速）。

④    清洗不干净的真空泵，污染物留在泵内并重复循环。

针对以上原因，在使用油扩散泵过程中，增加了一些装置来防止上述现象的出现，真空系统上所加的冷阱就是为了防止扩散泵油蒸气的返流。加罗茨泵和双机械泵是为了减少扩散泵出气口的压力（≤40Pa）。尽量减少气体分子的反扩散。采用合格的扩散泵油是为了防止扩散泵油的裂化分解。

油扩散泵性能曲线（图8）

扩散泵的维护与保养及常见问题的处理：

①    扩散泵工作过程中冷却水必须保证畅通，停止加热后必须保证泵工作液已完全冷却后方可关闭冷却水。

②    扩散泵停止工作时，泵内应保持真空状态，以免泵油劣化。

③    被抽气体应是干燥、无腐蚀、无灰尘的气体。

④    扩散泵如暂时不用，保管期间应保持真空状态，以免泵油污染和各零件腐蚀。并将冷却水套内的剩水吹净。保存场地的室温应在10℃～40℃之间。

⑤    扩散泵在正常运行时如突然出现性能变坏，应先检查加热器是否正常。

⑥    扩散泵在长期工作后，性能会逐渐变坏，应定期检修。

a. 泵油是否减少或氧化，按相应要求加油或更换处理。

b. 零件及泵腔先用航空汽油清洗，然后用丝绸蘸乙醚或丙酮进行擦洗，并置于80℃～100℃温度下烘干或用电吹风吹干。

c. 处理完后，按顺序进行装配，保持泵芯与泵底垂直与泵腔同心，各级喷嘴间隙要按原要求调整好。

1.3、操作规范 1．参数设定： （1）    充气压力（一般-0.02到-0.01 Mpa之间）（一次设定后，一般不再改变。） （2）    冷却压力（一般在-0.02 Mpa）（一次设定后，一般不再改变。）在电接点压力表上设定，一般是充气压力下限。 （3）    气动压力（一般0.4 Mpa）（一次设定后，一般不再改变。）在气动三连件表上设定。 （4）    加热温度上限（一次设定后，一般不再改变。）在控温微机或记录仪上设定。 2．      准备工作： （1）    开机前应接通冷却水，压力调至0.15 Mpa（0.08～0.2 Mpa），把各个水阀流量调到合适位置（一般是全部打开）。看到各个回水管都有回水，方可进行下步操作。 （2）    接通气源，压力调至0.4～0.5 Mpa范围内。 （3）    检查、调整，使设备各部分完好，把控制柜上各个按钮开关都按至“关”的位置。 （4）    合上电源开关，如有报警及故障显示应停电检查，消除故障，方能重新合上电控柜电源开关。 （5）    打开充放气系统电磁阀前用来作保护作用的隔膜阀。 3．      装料：把炉门（在平时，真空炉是抽上真空放置的，炉温低于100℃）锁紧手轮打开，打开放气阀门，对炉内充大气，待内外压力平衡后，打开炉门，将放有工件的料架用料车推至炉内，放在炉床上，撤回料车，然后关上炉门和放气阀，把锁紧手轮旋紧，准备抽空。 4．      升温曲线设定：在开机前必须预先设定工艺要求的升温曲线。 5．      开机： （1）    给上电源（操作柜面板上） （2）    打开机械泵，同时打开粗抽阀及前级阀（此时扩散泵未加热），同时给扩散泵加热，待真空度高于500 Pa时，启动罗茨泵。 特别说明：如果扩散泵已经加热，在开粗抽阀前，应关掉前级阀，待启动罗茨泵后，真空度高于20 Pa时，关掉罗茨泵，开启前级阀，待罗茨泵停下来后，再开启罗茨泵。 （3）    当真空度高于5 Pa时，并扩散泵预热80分钟后，关闭粗抽阀，打开主阀，用扩散泵开始抽空。 （4）    当真空度达到加热条件时，打开加热开关，启动控温微机，同时启动记录仪。当真空度低于加热真空度时，可以停止升温，在目前温度上保持，待真空度升高后继续升温。 （5）    加热结束后，当满足充气条件时，关闭主阀、罗茨泵后，打开充气开关进行充气。充气有两种方式：手动充气，主要是用来在停电时，充气保护用；电磁阀充气（正常时使用）：打开电磁阀，当气压达到充气设定上限时，停止充气，当气压低于下限时，补充气体至上限（自动进行，又称补充），充气到下限时，延时30秒启动风机，炉内达到要求的出炉温度时（设备要求必须在80℃以下，再低温度由用户自定），停止风机，关闭充气电磁阀，准备把工件取出。 （6）    把炉门的锁紧手轮打开，打开放气阀门，对炉内充大气，待内外压力平衡后，打开炉门，将料车推至炉内，顶起料架，撤出料车，把工件从料车上搬下。 （7）    若连续工作，可不关闭扩散泵，用机械泵抽空。进行下炉时，操作同上。注意：按6（2）中所特殊说明的做。 （8）    如不进行下炉工作，则关闭炉门，把设备抽至真空状态放置（真空度高于5 Pa）。停泵、停水、停电，检查现场无任何故障隐患后，操作员方可离开现场。 （9）    扩散泵停泵后，前级阀和机械泵不能停，抽空半小时后，方能关阀、关泵。 6．      保护系统：由于设备采用了先进的PLC电脑控制，建立了完备的保护系统，可避免误操作造成的意外损失。机械泵作为真空系统的基础，其他任何真空系统元件的运行均需在机械泵开启的条件下方可运行。罗茨泵、主阀在达不到使用条件均无法开启。扩散泵与前级阀，主阀与粗抽阀间互锁。同时，设备还有超温、断水、断相报警功能。