活塞泵与 螺杆真空泵

活塞泵和螺杆真空泵是工业、商业及实验室环境中用于产生所需真空的两种常见真空泵类型。尽管两者各具优势，但在从包装到太阳能电池板硅晶体生长等众多应用中，螺杆真空泵的性能更为出色。选择合适的真空技术对于保障运行效率和成本效益至关重要。

螺杆真空泵的工作原理

螺杆真空泵是一种容积式真空泵，它通过从密封环境中抽出空气或其他气体来产生真空。其核心结构为两个在圆柱形腔体内沿着相反方向旋转的螺杆转子。泵送介质通过进气口进入真空泵后，会被封闭在缸体和双螺杆之间形成的腔体中。当转子旋转时，它们会带动泵送介质沿螺杆轴向输送至排气口。在此过程中，由于腔体容积不断减小，导致泵送介质的可容纳空间随之减少， 进而被压缩至最小体积， 最终通过排气口排出。

在此过程中，螺杆转子不会相互接触，也不与腔体接触，从而最大限度地减少磨损，且无需使用油等润滑剂。

活塞泵的工作原理

与螺杆真空泵一样，活塞泵也基于容积式原理工作。它们最初设计用于在压力下高效传送水和其他流体，主要用于农业和家用，从水井或河流中抽取水。 其最初设计用于在压力下高效输送水和其他流体，主要用于农业和民用领域（例如从水井或河流中抽水）， 但也具备产生真空的能力。

泵体由一个气缸和一个在其中往复运动的活塞组成。气缸的两侧各有一个阀门（一个为进气阀，一个为排气阀）。活塞通过联杆与曲轴相连， 真空泵运行时，在电机的驱动下，曲轴旋转并带动活塞往复运动。

真空的产生始于进气冲程，此时活塞向后移动， 这会增加气缸内的容积。随着容积的增加，气缸内的压力降低，气体分子有了更大的移动空间。气缸内的压力随之低于待抽真空容器内的压力。由于气体会从较高压力区域移动到较低压力区域，容器中的空气或气体便被吸入气缸。

一旦活塞到达冲程末端，进气阀关闭，将泵送介质截留在其中。随后活塞反向运动，压缩气缸内体积，并压缩泵送介质。泵送介质受到压缩后压力升高，最终通过排气阀排出。通过活塞的持续往复运动，活塞泵能不断抽空容器内的空气或气体，从而产生真空。

活塞泵的类型

与真空泵不同，活塞泵并非为持续产生高真空度而优化，但在粗真空到中真空范围内仍表现良好。为获得更稳定的气体流量，可使用配备多个活塞和气缸的活塞泵。单作用活塞泵两端各有一个阀门，气体吸入和排放过程遵循上述原理进行。活塞的每个工作循环均通过进气冲程吸入气体，随后在排气冲程中进行压缩和排放，从而产生真空。

相比之下，双作用活塞泵在活塞的往复冲程（后退与前进）中均可产生真空。这种设计将气缸划分为两个腔体，分布于活塞两侧。每个腔体均配有吸入阀和排气阀。

当活塞向后移动时，腔体 A 体积扩大。腔体压力随之降低，待抽真空容器内的气体通过吸气阀被吸入。腔体 B 的过程则正好相反。在活塞的后退冲程中，先前吸入的气体被压缩并通过排气阀排出。当活塞再次向前移动时，两个腔体的作用发生互换。这意味着抽吸气体在腔体 B 中进行，而腔体 A 内已吸入的气体则被压缩排出。这种设计更为高效，因为抽真空过程在活塞往返冲程中均可进行，从而实现了更稳定的气体流量。

典型应用

虽然螺杆真空泵和活塞泵的工作原理不同，但它们在许多应用中均可发挥作用。然而，活塞泵无法达到高真空度。它们能够在温度波动大、环境恶劣的条件下运行，并能处理泵送介质中可能存在的砂砾等磨蚀性物质。相关应用实例包括复合材料制造中的热处理、化工和制药行业中的真空蒸馏或冶金领域的真空熔炼。

螺杆真空泵不仅能在上述严苛应用中像活塞泵一样高效运行，且具有更多优势。它们可以达到更高真空度、所需维护更少、运行更加洁净。因此，它们也适用于钢水脱气、食品行业的冷冻干燥工艺或锂电池制造等各种应用。它们提供多种设计型号，可适配不同行业的需求，也包括半导体制造等需要洁净、无污染环境的行业。

螺杆真空泵的优势

能效

在真空应用中，螺杆真空泵相较于活塞泵具有更高的能效， 而活塞泵最初设计用于在高压范围内的输送流体，但在产生真空时可能造成能源浪费， 这是由于维持真空所需的活塞机械运动以及摩擦和热损失所致。因此，活塞泵通常用于间歇运行。这意味着它们会以一定的时间间隔打开和关闭，例如在仅需短时真空的包装或搬运和提升应用中。相比之下，螺杆真空泵通过旋转产生真空，从而实现更高效的连续运行。这尽大限度地减少了能量损失，有助于维持稳定的真空度。

Busch 普旭真空泵旨在实现能效最大化。它们可以配备 Busch 普旭的 ECOTORQUE 变速驱动装置（VSD）。此选项也适用于 COBRA 干式螺杆真空泵。通过调节真空泵的转速以匹配实际工艺需求，ECOTORQUE 最高可实现节能 50%。这使得该特性成为所有希望降低能源成本并提高运营效率的行业的理想选择。

维护

与活塞泵相比，螺杆真空泵通常需要的维护更少。活塞泵具有更多的机械部件（如气缸套和轴承），这些部件会随着时间推移出现磨损。螺杆真空泵具有更优的长期耐用性，特别是在其需要连续运行以及必须尽量减少因维护导致的停机时间的应用中。真空泵内的螺杆转子不会相互接触，也不与腔体外壳接触。这种泵送介质的非接触式压缩不会导致运动部件磨损。对于 COBRA 干式螺杆真空泵，由于只需定期更换齿轮油，维护成本得以保持在最低水平。

运行成本

活塞泵需要持续供油，以确保适当润滑运动部件，保持活塞与气缸壁间的紧密密封，并消散运行期间产生的热量。因此，许多用户需安装专用输油管路，以避免频繁补充注油。然而，这会导致因大量耗油而产生更高的运营成本。Busch 普旭的 COBRA 干式螺杆真空泵无需在压缩腔室内用油，从而节省了这些费用。

噪声级

活塞泵的往复运动往往会产生较高的噪音与振动。在对噪音控制、低振动有严格要求的环境中，这可能会成为一个显著问题。

COBRA 干式螺杆真空泵的运行噪音水平低得多，约为 69 dB(A)，相当于家用吸尘器的声音。相比之下，根据尺寸的不同，活塞泵的噪声级可能高达 85 dB (A)，这相当于站在繁忙路段附近时的噪音水平。

运行可靠性

活塞泵主要通过活塞在气缸内往复运动来移动来输送液体或气体。它们并非为在持续运行中维持高真空度而优化，但可有效地产生粗真空到中真空，例如用于真空成型或包装应用。

Busch 普旭螺杆真空泵以其长久的使用寿命著称，在所有真空度范围内均能高效且可靠地运行。COBRA 干式螺杆真空泵专为钢水脱气等严苛环境而设计。它们具有极高的蒸汽和颗粒耐受性，确保在严苛的工业应用中保持稳定的性能。