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真空泵的种类及维保

01真空泵种类真空泵种类繁多,根据工作原理和达到的真空度,主要可分为以下几大类:1.气体传输泵(Transfer Pum

01真空泵种类

真空泵种类繁多,根据工作原理和达到的真空度,主要可分为以下几大类:

1.气体传输泵(Transfer Pumps)

通过将气体从进气口吸入并压缩,从排气口排出,从而将气体持续抽走。

变容积式(正排量泵):通过周期性改变泵腔容积来吸入、压缩和排出气体。

旋片泵:最常见的前级泵(粗抽泵)。结构简单,维护方便。可达到低真空(1×10⁻² mbar)。

活塞泵/往复泵:耐用,适用于恶劣环境。常用于低真空、大抽速场合。

滑阀泵:比旋片泵更耐用,抽速更大,常用于工业中真空冶炼、干燥等。可达到中真空。

螺杆泵:无油干式泵,泵腔内无接触,可处理含粉尘、可凝性蒸汽的气体,是现代半导体和化工工艺的常用前级泵。

罗茨泵(增压泵):本身不能单独排气,需与前级泵串联。在中等真空下具有极高的抽速。无内部压缩。

爪式泵:干式泵,原理类似罗茨泵,但转子为爪型,有内部压缩阶段,效率高。

涡旋泵:干式泵,结构紧凑,运行安静,无油蒸汽污染。常用于实验室、分析仪器、小型系统。

动量传输式:通过高速射流或叶片将动量传递给气体分子,使其被带向排气口。

扩散泵:利用高速定向的油或硅油蒸汽流携带气体分子,可获得高至超高真空(10⁻⁶ - 10⁻⁹ mbar)。需搭配前级泵使用。有油污染风险。

涡轮分子泵:通过高速旋转的多级动叶片和静叶片组合,定向打击气体分子,获得清洁的高真空和超高真空(10⁻⁸ - 10⁻¹¹ mbar)。是现代科研和高端工业的核心高真空泵。

2.气体捕集泵(Entrapment Pumps)

通过物理或化学方式将气体分子吸附或冷凝在泵内表面。

低温泵(冷泵):利用低温(如4.2K液氦或20K制冷机)冷板将气体冷凝、吸附,能获得清洁的超高真空(10⁻¹⁰ mbar以下),且抽速极大。是最高真空能力的代表,用于半导体、粒子加速器等。

吸附泵:利用多孔材料(如分子筛)在低温下的物理吸附作用抽气,无油,用于获得清洁的前级真空。

溅射离子泵:利用电场电离气体分子,并用溅射的钛膜将其吸附。无运动部件,无油,用于维持超高真空。

3.按工作介质分类

油封式/有油泵:如旋片泵、滑阀泵、扩散泵。需要真空油密封、润滑和冷却。存在油蒸汽返流和污染的风险。

干式泵:如螺杆泵、涡旋泵、爪式泵、分子泵。泵腔内无油,可处理工艺气体,无油污染。是现代洁净工艺的主流选择。

02维修保养要点

真空泵是精密设备,良好的维护是保证其性能、寿命和工艺稳定性的关键。不同泵型差异大,但核心原则相通。

通用日常检查与保养

工作环境:保持清洁、通风、无振动。检查泵体温度、振动和噪音是否异常。

油位与油质(针对油泵):

定期检查油位,保持在视窗规定范围内。

定期换油!这是最重要的保养。旧油会乳化、裂解、污染,导致极限真空变差、泵体腐蚀。换油周期请严格参照手册(通常为500-2000工作小时)。

使用规定牌号的专用真空泵油。

进气口过滤器:定期清洁或更换,防止异物进入泵腔。

排气过滤器/油雾分离器:定期更换,减少油烟排放,维持系统洁净和泵性能。

冷却系统:确保水冷管路畅通,水温正常;风冷散热器保持清洁。

皮带与联轴器:检查皮带张紧度、磨损情况(如有),检查联轴器对中与磨损。

常见泵型特殊维护重点

旋片泵/滑阀泵:

重点在于油和滤芯。

检查并清理气镇阀(用于抽除可凝性蒸汽,防止油乳化)。

长期停用后启动,应手动盘车数圈。

干式泵(螺杆/爪式等):

核心是保持泵腔清洁。根据工艺气体性质,可能需要定期进行“泵腔清洗”(使用特定溶剂或气体吹扫)。

检查并清理进气口和排气口的粉尘过滤器。

监测轴承温度与振动,定期更换轴承润滑油(与泵腔隔离的外部轴承)。

涡轮分子泵:

避免任何碰撞和剧烈振动!搬运、安装需极其小心。

确保在规定的转速下启动和停止,遵循控制器程序,尤其是停电时的后备电源保障,防止高速转子失速损坏。

定期检查轴承状态和前置过滤器。

达到寿命后需返厂更换轴承和动平衡。

扩散泵:

定期更换泵油,清洗泵胆。

确保冷却水充足,防止泵体过热。

严格按照操作规程加热和冷却,防止泵油氧化。

低温泵:

定期进行再生操作,以清除吸附的气体。

监测制冷机运行参数和再生周期,异常变化可能预示故障。

保持冷帽的清洁,避免触摸。

03故障处理基本原则

记录参数:详细记录故障现象(极限真空下降、抽速变慢、噪音、振动、油颜色等)。

逐步排查:从简到繁。先检查外部因素:电源、管路、阀门、密封件(O型圈、法兰连接)、冷却、油位油质、过滤器等。

使用专业工具:如真空计、检漏仪(氦质谱检漏仪)是诊断系统的必备工具。

寻求专业支持:对于内部机械故障(如轴承损坏、转子磨损、叶片卡死)、高精度部件(如分子泵轴承)的更换,建议联系专业维修工程师或原厂服务。

总结:真空泵的维护保养具有极强的专业性。最重要的准则是:详细阅读并遵守设备制造商提供的操作与维护手册,建立并执行定期的预防性维护计划。 正确的保养能极大减少意外停机,延长泵的使用寿命,保障整个真空系统的稳定运行。