真空泵分类原理（简述真空泵的分类和发展趋势）

摘要：真空泵是一种真空获得设备，可利用物理、化学或者机械等方法对容器进行抽气来获得与改善真空环境。真空泵的类型众多，在我国多个工业领域得到了应用，本文重点介绍真空泵的分类和几种常见真空泵的性能、优缺点等，分析我国真空泵产品的发展趋势。

17世纪，意大利物理学家托里拆利揭示了“真空”的存在。真空是指在给定空间内，气体压强低于一个大气压的气体状态，完全没有任何气体的状态叫绝对真空，一般我们所说的真空是指相对真空，即能达到的最低压强下，每立方米气体中仍然有少数气体分子存在。

在真空技术中，一般用“真空度”和“压强”来表示真空程度，某空间的压强越低则说明真空度越高，压强越高表示真空度越低。根据各压强范围内不同的物理特点，把真空一般划分为粗真空、低真空、高真空和超高真空几个区域。

表1 真空区域的划分

(资料来源：公开资料整理)

20世纪初以后真空技术不断发展，真空设备种类越来越多，应用领域也逐渐扩大。按照真空泵的工作原理，可以将其分为气体传输泵和气体捕集泵两种基本类型。气体传输泵主要是通过不断的吸入和排除气体达到抽气目的，气体捕集泵通过使气体分子被吸附或者凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的。

表2 真空泵的分类

(资料来源：公开资料整理)

水环式真空泵是一种变容积泵，可以抽除易燃、易爆及腐蚀性气体，还可以抽除含有灰尘和水分的气体。该种真空泵具有结构简单、易维修、磨损小、安全性高、不会污染被输送气体等优点，缺点是效率不高，且获得真空度不高(粗真空)。水环泵的主要原料为铸件，容易加工，属于劳动密集型产品，因此国产产品相比进口泵有价格优势，目前应用范围较广。目前国产液环泵生产企业应主要在减轻重量、缩小体积、降低能耗和提高效率等方面对产品进行改进。

旋片真空泵是最基本的真空获得设备之一，它是一种油封式机械真空泵，适用于密闭系统的气体抽取，如真空包装、真空成形、真空吸引等，但是不可用于抽除含氧量高、对金属有腐蚀性、可与泵油起化学反应、含有颗粒尘埃的气体，也不能抽除水或其他液体。旋片泵具有体积小、重量小、噪音低等优点，能够获得较高的真空度。国产旋片泵在技术上已经达标，且价格远低于进口泵，具有一定竞争优势。旋片泵目前待解决问题主要是旋片材料、轴封漏油等，还有能够抽除水蒸气的旋片泵的研制。

滑阀真空泵属于一种油封式变容真空泵，可以用来抽取一般性气体或者含有少量气凝性气体，相比旋片泵，具有可以在高压强下工作(104Pa)、抽气量大、可以在较恶劣的工况下使用和经久耐用等优点，主要应用在真空冶炼、真空干燥、真空浸渍、真空蒸馏等方面。滑阀泵的铸件重，加工工作量大，因此很多国外生产企业希望与国产真空泵企业合作，为了加快替代进口，国产滑阀泵需要在降低振动噪声、防止喷油和漏油方面进行产品的优化。

罗茨真空泵具有启动快、功耗小、抽速大等优点，能够抽除含有水蒸气和灰尘的气体，能敏捷抽除忽然放出的气体，使用罗茨泵可以减少抽气时间，提升生产效率。目前国产罗茨泵与进口产品相比市场份额较小，为了达到抢占国内市场以及进入国际市场的目的，国产企业需在降低振动噪声、解决轴封漏油、提升泵内的光洁度和清洁度方面对国产产品进行改进。

干式螺杆真空泵，是一种相对较新的真空获得设备，具有可靠性高、使用寿命长、动力平衡性能好、适应强、能够多相混合输送等特点，可以抽除有腐蚀性的、有毒、含有粉尘的气体以及可凝性蒸汽等多种气体。干泵的应用范围非常广泛，代表行业包括半导体行业、化工行业、薄膜工业等，来自这三个行业的需求是干泵市场的主要驱动力。欧美的半导体行业中，大约有一半左右企业使用干式真空泵代替油封式机械泵。而目前国产干式真空泵的应用较少，市场份额不到1%，我国的半导体行业以使用进口干式泵为主，因此应加大对国产干式泵的研发力度，让干式真空泵成为我国真空行业的新的经济增长点。

真空泵经过长时间的发展，种类和应用领域较多，每种真空泵具有不同的优特点和性能，使用企业需根据各自的使用工况、真空度要求等方面因素考虑如何选取真空泵。目前我国真空行业应重视对国产真空泵的产品升级，抢占更多国内市场并进入国际市场。

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