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干式螺杆真空泵技术的工作原理 

干式真空泵技术 — 尤其是可变螺距化学干式泵 — 在多种关键应用中具有明显、可衡量的优势。正确设计的干式螺杆真空泵可通过安全、可靠且经济高效的解决方案确保满足加工需求。

干式螺杆真空泵不需要水或油即可在真空级进行密封或润滑。因此,这些干式真空系统避免了废水的产生、污染和高昂的处理成本。

干式螺杆真空泵运行

Dry Screw Vacuum Pump Operating Principles
  • 干式螺杆真空泵由两个平行的、非接触式螺旋形螺旋转子 (1)(2)组成(图 1),并通过精密齿轮 (3) 高速同步旋转。它们沿相反的方向旋转,从而在进气口 (5) 处捕集一定量的气体,并将其向排气口 (6) 输送并进入排气通道 (7)。缸体 (9) 壁和相互啮合的螺钉的特殊形状形成了用于输送气体的压缩室或腔室 (4)
  • 螺杆和缸体之间的小间隙,以及相互啮合的螺钉之间的小间隙确保了与由螺钉腔产生的气体向前流动相比,向进气口的反向泄漏量较小。
  • 密封边界的长度(即,螺旋数和紧密间隙)可防止泵送气体逆流。在装有压板的泵上,当出口阀或端口首次露出时,气体会略微反向膨胀进入到螺杆中。在螺杆的作用下,捕获的气体量逐渐减小到零,因此可以迅速将其排出。
  • 气体的反向流动主要由螺杆轮廓末端的“密封区”的宽度控制。这些宽阔的区域与定子紧密相邻,从而将气体的反向泄漏降至最低。螺杆泵的极限压力可以小于 0.01 torr (0.01 mBar)。 
  • 在可变螺距模型中,随着螺距的变化,气体会被压缩,从而在泵排气之前提供额外的压缩。这使热负荷在转子的整个长度上更均匀地分布。在单螺距模型中,在最后半圈中抵靠着压缩板或阀实现更大的压缩,从而将热量的产生偏向排气口。在干式泵中,温度必须足够高以避免整体冷凝,同时又必须足够低以避免自燃和聚合。可变螺距泵中朝向排气口的逐渐升高的气体温度在很大程度上有助于防止泵送的蒸汽凝结。可变螺距螺杆泵也比单螺距螺杆泵更有效地利用动力。 
  • 通过周围的护套 (8) 进行冷却。可以将泵配置为直接或间接的闭环冷却。后者有很多优点,因为这意味着装置的冷却水永远不会与泵的材料直接接触,并且护套不会因冷却水质量差而淤积或腐蚀。
  • 有气镇端口 (10)。如果需要,气镇可以帮助快速加热冷泵或干燥湿泵,将易燃蒸气排除在其易燃范围之外,并有助于从泵中清除固体,特别是在冲洗溶剂期间。

观看此动画,以查看干式螺杆真空泵的运行情况

干式螺杆真空泵的热管理

热管理对于化学干式螺杆真空泵的可靠运行至关重要。

在对于给定过程而言过冷的泵中,腐蚀性蒸汽可能会凝结,从而导致腐蚀、润滑剂稀释和密封件膨胀。这种损害很严重,但只有在允许蒸气凝结成液相的情况下才会发生。

相反,如果泵的工作温度对于给定的过程而言过高,则可能会发生不必要的反应,例如聚合或自燃,并增加轴承温度或发生热咬合。 

上面提到的各种影响可以通过内部涂层稍微减轻,但是绝对不能依靠这种方法。涂层在初始存储和系统调试期间起到了很好的保护泵的作用,但是它们只能在泵大部分时间使用的温度和真空度下存活很长时间。

关键是要确保过程蒸汽保持在下图中的气相 [绿色区域]。确保这种情况发生的一些策略包括对泵冷却剂的温度/流量加以控制,使用氮气吹扫来改变工艺露点,以及使用进口冷凝器去除泵上游的蒸汽。  

为了进一步提高系统存在挑战时的可靠性,可以向泵系统添加其他功能以帮助保证可靠性。一个例子是溶剂冲洗系统,以保持泵送机构通畅清洁。另一个是除渣罐 和过滤器,用于捕获无法避免出现的液体或粉末团块。 

Thermal Management in Dry Screw Vacuum Pumps

适合工业应用的无油真空 

NASH 干螺杆真空泵非常简单,但技术先进、可靠且高效。干燥与非接触运行无需在泵室内进行润滑。这可转化为主要的优势:避免泵运行对过程与环境造成任何污染。由于采用无油、非接触式螺杆设计,NASH 干式真空泵可以安全可靠地处理腐蚀物、有机物、无机物和溶剂。主要应用包括:

  • 蒸馏(常规、短程和分子蒸馏)
  • 干燥(过滤、冷冻和变压器干燥)
  • 蒸发
  • 过滤
  • 室内真空(中央或普通/实验室真空服务,中试工厂)
  • 反应器维修
  • 溶剂回收(燃油蒸气)
  • 灭菌(环氧乙烷)
  • 问题气体(易燃、自燃温度低、腐蚀性气体和氢气)
  • 输送

其它应用

  • 结晶 
  • 除臭 
  • 脱气 
  • 解析 
  • 液体处理 
  • 浸渍
  • 渗透汽化 
  • 聚合 

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