旋片真空泵是利用偏心转子和可在转子槽内滑动的旋片的旋转运动以获得真空的一种变容机械真空泵。当采用工作液(专用真空油)进行润滑并填充泵腔死隙、分隔排气阀和大气时,称为油封旋片真空泵;无工作液时,即为干式旋片真空泵。
旋片泵主要由泵体(定子)、转子、旋片、端盖、弹簧、排气阀等核心部件组成。在圆柱形泵腔内偏心地安装一个转子,转子外圆与泵腔内表面相切(二者保持很小的间隙),转子槽内装有两个或多个旋片。旋转时,依靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端始终与泵腔内壁保持接触,从而将泵腔分隔成若干可变容积的工作室。
旋片泵有单级和双级两种结构类型。所谓双级,就是在结构上将两个单级泵串联起来,一般分为高压级和低压级两部分,依次对气体进行压缩和排出,以获得更高的真空度(极限压力可达6×10⁻²~1×10⁻² Pa),而单级泵的极限压力通常为4 Pa左右或50~200 Pa左右,视具体结构形式和参数不同而有所差异。
按传动方式分类,国内习惯上将皮带传动的称为旋片式真空泵,而将泵与电机直接连接或用联轴器连接的称为直联旋片真空泵-。目前市场上常见的系列产品包括:2X系列(皮带传动双级旋片泵)、2XZ系列(直联双级旋片泵)、XD系列(单级直联旋片泵)、WX系列(无油旋片泵)等。
型号意义示例(以2XZ-4B为例):2——双级泵;X——旋片式;Z——直联式(无Z则为皮带传动);4——抽气速率4L/s;B——设计版本代号。
1、可从大气压下直接启动,操作简便
旋片泵能从大气压力状态下直接启动运行并排入大气,不需要辅助前级装置。泵在进口压力为大气压的情况下可以连续工作,启动方便,使用灵活。
2、抽速特性优良
在低压环境下仍能保持较高的抽速。根据标准规定,在入口压强为1333Pa、1.33Pa和1.33×10⁻¹ Pa时,其抽速值分别不得低于泵名义抽速的95%、50%和20%,确保了在宽压力范围内均有可靠的抽气能力。
3、双级结构实现高真空度
双级泵采用两套单级泵串联设计,一级排出的气体进入二级进一步压缩后排出,同时在二级的油经过了脱气处理,有效避免了大气中气体通过油溶解再逸出至真空侧的问题,极限压力可达6×10⁻² Pa甚至更低,远优于单级泵。
4、气镇装置有效排除可凝性气体
旋片泵可配备气镇装置(Gas Ballast),在压缩过程中向泵腔内定量引入干燥空气,降低水蒸气等可凝性气体的分压,防止其在泵腔内凝结并混入泵油-。配有气镇装置的旋片泵可抽除一定量的可凝性气体,显著提升在含湿工况下的适用性。
5、运行平稳、噪音低
采用精密加工和动平衡设计,转子偏心质量较小,运行时振动小、噪音低,通常噪声水平在48~75dB(A)之间,微型泵甚至可低于50dB(A)。
6、内置防返油保护
旋片泵通常配备自动防返油阀,在泵停机时自动关闭进气通道,防止泵油因真空侧与大气侧压差作用返流至真空容器或管路中。
7、结构紧凑、体积小
整机设计紧凑,体型小巧,占地面积少,便于集成到各类真空系统中,节省安装空间和系统成本。
8、维护简便,使用成本低
风冷型旋片泵无需冷却水配套,安装使用经济方便。日常维护主要是定期检查油位、更换真空泵油和清洁过滤器,易损件(旋片、油封等)更换简便-11。整机可以与各种附件(如油雾过滤器、灰尘过滤器、气味过滤器、温控水量调节阀等)配套使用,满足不同应用场景的需求。
旋片真空泵凭借其广泛的压力和抽速覆盖范围,在各行业获得了广泛应用。主要应用包括但不限于以下方面:
电子及电光源工业:电子管、显像管、灯泡、日光灯、热水瓶内胆等真空排气;半导体器件制造、真空电子器件封装等工艺中的真空获得。
真空冶金及热处理:真空冶炼、真空焊接、真空浸渍、真空热处理、真空浇注等工艺过程。
镀膜及表面处理:真空镀膜工艺中的抽真空作业,以及真空吸附、吸塑、真空成型等工艺。
干燥及冷冻:真空干燥、真空浓缩、真空冷冻干燥等。
包装工业:食品真空包装、气调包装、药品包装及各类自动包装线上的真空吸拉送料。
医药及科研实验:医疗器械(如真空离心浓缩仪)、医药中间体生产中的真空操作;实验室精密仪器配套(如质谱仪、电子显微镜等),以及扩散泵、分子泵等更高真空泵的前级泵配套。
汽车及制冷工业:汽车空调维修、冰箱及空调压缩机生产线抽空排气、制冷设备制造中的真空处理。
化工及石油工业:真空蒸馏、真空过滤、真空脱气、滤油机配套等工艺。
造纸及印刷工业:印刷机械上的纸张真空吸送、晒版机真空系统、造纸工艺中的真空脱水等。
环境保护:工业废水真空处理、废气取样等环境监测设备的配套。
1、设计标准
旋片真空泵执行中华人民共和国机械行业标准 JB/T 6533-2017《旋片真空泵》,该标准规定了旋片真空泵的术语和定义、型式与基本参数、技术要求、抽样和判定方法、检验条件和项目、检验规则以及标志、包装、储运和贮存。单级旋片真空泵还须符合 JB/T 8944-2019《单级旋片真空泵》 的要求。
2、工作原理
旋片泵是一种旋转容积式真空泵。在圆柱形泵壳(定子)内偏心地安装一个开槽转子,当转子高速旋转时,槽内旋片在离心力和弹簧力作用下向外甩出,始终紧贴泵壳内壁滑动。旋片将泵腔内月牙形工作空间分隔为三个区域:吸气区(容积逐渐加大,形成负压吸入气体)、压缩区(容积逐渐缩小,气体被压缩)、排气区(气体被压缩至压力超过排气阀开启压力后,推开阀片排出泵外)。
对于双级旋片泵,前级(低压级)将吸入气体压缩至中等压力后,传递至后级(高压级)进行二次压缩后排出,从而实现更高极限真空度-9。泵的排气阀浸泡在油中(油封),既能有效密封,又起到吸收压缩热、润滑运动部件的作用-1。泵油在转子与泵壳之间形成油膜,有效填充两者之间的间隙及死腔(转子外圆与泵腔接触线附近的微量空隙),从而减少内部泄漏、提高压缩比,是实现低极限压力的关键-48。
3、技术分类
旋片真空泵按照以下维度分类:
(a)按压力等级分:
单级泵:仅有单组工作腔,极限压力一般为4Pa左右(小型直联式)或50~200Pa左右(大型皮带传动式),适用于粗真空或一般低真空工况。
双级泵:两组工作腔串联,极限压力可达6×10⁻² ~ 1×10⁻² Pa,适用于对真空度有较高要求的场合。
(b)按工作液状态分:
油封式(油润滑式):以真空泵油作为密封、润滑及冷却介质,是旋片泵的主流类型。
干式(无油式):不使用工作液,适用于对油污染敏感的清洁真空场合。
(c)按传动结构分:
皮带传动式:电机通过三角皮带驱动泵轴,转速较低(通常300~600r/min),噪声较低,寿命较长,检修方便-。
直联式:电机轴与泵轴直接连接(或通过弹性联轴器),转速较高(通常1400~3000r/min),体积小巧,抽速较快,是当前小型化发展的主流方向。
4、工作条件
抽气速率范围:0.5~70 L/s(双级2X系列);4~51 m³/h(单级EM系列);16~840 m³/h(大型单级工业泵)
极限压力(双级关气镇):≤6×10⁻² Pa
极限压力(单级关气镇):≤2mbar(266 Pa)
工作压强范围:101325~1.33×10⁻² Pa
转速范围:300~3000 r/min(皮带传动300~600 r/min,直联1400~3000 r/min)
电机功率:0.25~18.5 kW
介质温度:一般环境温度下使用,注意泵温≤40℃
冷却方式:小型泵为自然风冷,大型泵(抽速≥30 L/s)通常采用水冷
5、使用注意事项:
该泵不宜抽除含氧过高的、对金属有腐蚀性的、对泵油会起化学反应以及含有颗粒尘埃的气体。
初次启动前须检查油位是否在规定范围内,泵启动后再缓慢打开进气阀门。
若需抽除可凝性气体,应开启气镇阀并保证泵温充分升高后再行关闭。
注意泵运转是否正常,有无特殊声响,电机是否超负荷运行,泵温不超过40℃。
停泵后如泵温要下降至5℃以下,泵内冷却水需要除净。
抽除特殊气体(有害、有毒、腐蚀性气体等)时,须在进气管路上加装中和、冷却、过滤等相关装置配合使用。
6、旋片真空泵通用性能范围
抽气速率:0.5 ~ 70 L/s(双级);4 ~ 840 m³/h(单级),小型泵以L/s计,大型工业泵以m³/h计
极限压力(双级关气镇):≤6×10⁻² Pa,双级泵的高真空水平
极限压力(单级关气镇):≤2mbar(266Pa),单级泵的典型极限压力
工作压力范围:101325 ~ 1.33×10⁻² Pa,大气压至低真空范围
转速范围:300 ~ 3000 r/min,皮带传动较低,直联较高
电机功率:0.25 ~ 18.5 kW,按抽速规格配置
噪音水平:48 ~ 75 dB(A),随规格加大而升高
冷却方式:风冷(小型)/ 水冷(大型≥30 L/s),自然风冷或强制风冷/水冷
温升 ≤40℃ 泵体温升限制
适用介质:干燥空气及少量可凝性气体(需开气镇),不适用于含氧过高、腐蚀性及含粉尘气体

| 型号 | 测试流量 | 测试扬程 | 转速 | 效率 | 电机功率 | 汽蚀余量 |
| (m³/h) | (m) | (r/min) | (%) | (kW) | (m) | |
| xpb32-20-125 | 2.56 | 12 | 2900 | 35 | 按比重粘度选用 | 5 |
| xpb32-20-125A | 2.4 | 9.6 | 2900 | 32 | 按比重粘度选用 | 5 |
| xpb32-20-125 | 1.28 | 3 | 1450 | 32 | 按比重粘度选用 | 4 |
| xpb32-20-160 | 2.56 | 19.2 | 2900 | 30 | 按比重粘度选用 | 3.5 |
| xpb32-20-160A | 2.4 | 15.6 | 2900 | 28 | 按比重粘度选用 | 3.5 |
| xpb32-20-160 | 1.28 | 4.8 | 1450 | 25 | 按比重粘度选用 | 3.5 |
| xpb32-20-200 | 2.56 | 30 | 2900 | 27 | 按比重粘度选用 | 4 |
| xpb32-20-200A | 2.4 | 24 | 2900 | 25 | 按比重粘度选用 | 4 |
| xpb32-20-200 | 1.28 | 7.5 | 1450 | 20 | 按比重粘度选用 | 3.5 |
| xpb32-20-250 | 2.56 | 48 | 2900 | 17 | 按比重粘度选用 | 4.5 |
| xpb32-20-250A | 2.4 | 39 | 2900 | 16 | 按比重粘度选用 | 4.5 |
| xpb32-20-250 | 1.28 | 12 | 1450 | 16 | 按比重粘度选用 | 4.5 |
| xpb40-25-125 | 5.04 | 12 | 2900 | 52 | 1.1 | 5 |
| xpb40-25-125A | 4.16 | 9 | 2900 | 48 | 0.75 | 5 |
| xpb40-25-125 | 2.52 | 3 | 1450 | 48 | 0.55 | 4 |
| xpb40-25-160 | 5.04 | 19.2 | 2900 | 47 | 2.2 | 3.5 |
| xpb40-25-160A | 4.16 | 15.6 | 2900 | 45 | 1.5 | 3.5 |
| xpb40-25-160 | 2.52 | 4.8 | 1450 | 42 | 0.75 | 3.5 |
| xpb40-25-200 | 5.04 | 30 | 2900 | 38 | 4 | 3.5 |
| xpb40-25-200A | 4.16 | 24 | 2900 | 36 | 3 | 3.5 |
| xpb40-25-250 | 2.52 | 7.5 | 1450 | 33 | 1.1 | 3.5 |
| xpb40-25-250A | 5.04 | 48 | 2900 | 32 | 7.5 | 4.5 |
| xpb40-25-250 | 4.16 | 39 | 2900 | 30 | 5.5 | 4.5 |
| xpb40-25-250 | 2.52 | 12 | 1450 | 27 | 2.2 | 4.5 |
| xpb50-32-125 | 10 | 12 | 2900 | 51 | 1.5 | 2 |
| xpb50-32-125A | 9.04 | 9.72 | 2900 | 50 | 1.5 | 2 |
| xpb50-32-125 | 5.04 | 3 | 1450 | 45 | 0.55 | 2 |
| xpb50-32-160 | 10 | 19.2 | 2900 | 46 | 3 | 2.5 |
| xpb50-32-160A | 8.96 | 15.6 | 2900 | 45 | 2.2 | 2.5 |
| xpb50-32-160 | 5.04 | 4.8 | 1450 | 40 | 0.55 | 2.5 |
| xpb50-32-200 | 10 | 30 | 2900 | 39 | 5.5 | 2.5 |
| xpb50-32-200A | 9.04 | 24 | 2900 | 37 | 4 | 2.5 |
| xpb50-32-250 | 5.04 | 7.5 | 1450 | 33 | 0.75 | 2.5 |
| xpb50-32-250A | 10 | 48 | 2900 | 33 | 11 | 3 |
| xpb50-32-250 | 8.96 | 39 | 2900 | 31 | 7.5 | 3 |
| xpb50-32-250 | 5.04 | 12 | 1450 | 27 | 2.2 | 3 |
| xpb65-50-125 | 20 | 12 | 2900 | 62 | 3 | 2.5 |
| xpb65-50-125A | 18 | 9.6 | 2900 | 61 | 2.2 | 2.5 |
| xpb65-50-125 | 10 | 3 | 1450 | 55 | 0.55 | 2.5 |
| xpb65-50-160 | 20 | 19.2 | 2900 | 57 | 4 | 2.5 |
| xpb65-50-160A | 18 | 15.6 | 2900 | 56 | 3 | 2.5 |
| xpb65-50-160 | 10 | 4.8 | 1450 | 51 | 0.75 | 2.5 |
| xpb65-40-200 | 20 | 30 | 2900 | 57 | 7.5 | 3 |
| xpb65-40-200A | 18 | 24 | 2900 | 56 | 5.5 | 3 |
| xpb65-40-200 | 10 | 7.5 | 1450 | 50 | 1.1 | 3 |
| xpb65-40-250 | 20 | 48 | 2900 | 50 | 15 | 3 |
| xpb65-40-250A | 18 | 39 | 2900 | 49 | 11 | 3 |
| xpb65-40-250 | 10 | 12 | 1450 | 44 | 2.2 | 3 |
| xpb80-65-125 | 40 | 12 | 2900 | 70 | 5.5 | 3 |
| xpb80-65-125A | 36 | 9.6 | 2900 | 68 | 4 | 3 |
| xpb80-65-125 | 20 | 3 | 1450 | 61 | 0.75 | 3 |
| xpb80-65-160 | 40 | 19.2 | 2900 | 67 | 7.5 | 3 |
| xpb80-65-160A | 36 | 15.6 | 2900 | 66 | 5.5 | 3 |
| xpb80-65-160 | 20 | 4.8 | 1450 | 57 | 1.1 | 3 |
| xpb80-50-200 | 40 | 30 | 2900 | 63 | 15 | 3 |
| xpb80-50-200A | 36 | 24 | 2900 | 62 | 11 | 3 |
| xpb80-50-200 | 20 | 7.5 | 1450 | 55 | 1.5 | 3 |
| xpb80-50-250 | 40 | 48 | 2900 | 58 | 22 | 3.5 |
| xpb80-50-250A | 36 | 39 | 2900 | 57 | 15 | 3.5 |
| xpb80-50-250 | 20 | 12 | 1450 | 50 | 2.2 | 3.5 |
| xpb100-80-125 | 80 | 12 | 2900 | 73 | 11 | 4 |
| xpb100-80-125A | 72 | 9.6 | 2900 | 71 | 7.5 | 4 |
| xpb100-80-125 | 40 | 3 | 1450 | 66 | 1.5 | 4 |
| xpb100-80-160 | 80 | 19.2 | 2900 | 72 | 15 | 4 |
| xpb100-80-160A | 72 | 15.6 | 2900 | 71 | 11 | 4 |
| xpb100-80-160 | 40 | 4.8 | 1450 | 63 | 2.2 | 4 |
| xpb100-65-200 | 80 | 30 | 2900 | 68 | 22 | 4 |
| xpb100-65-200A | 72 | 24 | 2900 | 67 | 18.5 | 4 |
| xpb100-65-200 | 40 | 7.5 | 1450 | 60 | 3 | 4 |
| xpb100-65-250 | 80 | 48 | 2900 | 62 | 37 | 4.5 |
| xpb100-65-250A | 72 | 39 | 2900 | 61 | 30 | 4.5 |
| xpb100-65-250 | 40 | 12 | 1450 | 55 | 5.5 | 4.5 |
| xpb125-100-200 | 160 | 30 | 2900 | 72 | 45 | 4.5 |
| xpb125-100-200A | 144 | 24 | 2900 | 71 | 37 | 4.5 |
| xpb125-100-200 | 80 | 7.5 | 1450 | 65 | 7.5 | 4.5 |
| xpb125-100-250 | 160 | 48 | 2900 | 68 | 75 | 5 |
| xpb125-100-250A | 144 | 39 | 2900 | 67 | 55 | 5 |
| xpb125-100-250 | 80 | 12 | 1450 | 60 | 11 | 5 |
| xpb150-125-250 | 240 | 48 | 2900 | 70 | 110 | 5.5 |
| xpb150-125-250A | 216 | 39 | 2900 | 69 | 90 | 5.5 |
| xpb150-125-250 | 120 | 12 | 1450 | 63 | 18.5 | 5.5 |
| xpb150-125-315 | 240 | 75 | 2900 | 66 | 160 | 6 |
| xpb150-125-315A | 216 | 60 | 2900 | 65 | 132 | 6 |
| xpb150-125-315 | 120 | 19.2 | 1450 | 58 | 22 | 6 |
| xpb200-150-315 | 320 | 75 | 2900 | 68 | 220 | 6.5 |
| xpb200-150-315A | 288 | 60 | 2900 | 67 | 185 | 6.5 |
| xpb200-150-315 | 160 | 19.2 | 1450 | 60 | 30 | 6.5 |
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