在真空干燥、真空浸漬、真空蒸餾及其它一些工藝過程中,由于需要抽除可凝性氣體,使用普通油封機(jī)械泵是很難勝任的。如圖2所示:在對(duì)不同的被抽氣體或蒸汽的壓縮過程中,泵腔內(nèi)的壓力變化情況。假設(shè)泵的排氣壓力,即打開排氣閥的壓力為大氣壓pa=760(×133pa),在圖上折線1-2-3表示非凝結(jié)性氣體(如空氣在等溫壓縮時(shí)壓力的變化規(guī)律由1(×133pa)壓縮到760(×133pa)的狀況),折線1-4-5為汽油和四氯化碳蒸汽的壓力變化情況;折線1-6-7為酒精蒸汽的壓力變化狀況;折線1-8-9則為水蒸汽在泵腔內(nèi)的壓力變化狀況。圖2幾種被抽物質(zhì)在壓縮過程中泵腔內(nèi)壓力的增加與壓縮比的關(guān)系(1)可凝性蒸汽的凝結(jié)在泵的工作溫度(如60℃)下,當(dāng)壓縮過程使泵腔內(nèi)的壓力達(dá)到被抽蒸汽的飽和蒸汽壓力時(shí),因而可凝性蒸汽就產(chǎn)生凝結(jié),這時(shí)泵腔內(nèi)的壓力也就不再增高了(如圖2上折線的水平部分,即4-5;6-7;8-9)。泵的壓縮比增加促使凝結(jié)液的增加而泵腔內(nèi)的壓力仍然處于飽和蒸汽壓力。一般這些蒸汽在泵工作溫度下其飽和蒸汽壓力都低于大氣壓力760(×133pa)。因而在這種情況下,由于凝結(jié)液體和聚積在泵腔內(nèi)的泵油在壓縮排氣時(shí)對(duì)排氣閥片會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊,才打開閥門(即把泵油和液體混合物壓縮到760(×133pa)時(shí)才打開排氣閥門)。因液體是非壓縮性流體,壓力突然增加表現(xiàn)出對(duì)閥片的激烈的沖擊聲。某些物質(zhì)的飽和蒸汽壓力同溫度的關(guān)系如圖3所示。在對(duì)被抽蒸汽的壓縮過程中形成的凝結(jié)液沉積在泵腔內(nèi),同時(shí)又往泵里送進(jìn)泵油,兩者混在一起很快就惡化了油的性質(zhì),具有高蒸汽壓力的凝結(jié)液和泵油一起進(jìn)入抽氣的工作腔內(nèi),很快地就蒸發(fā)了,從而增加了泵所能達(dá)到的極限壓力。圖中曲線:1.乙醚;2.二硫化碳;3.丙酮;4.三氯甲烷;5.甲醇;6.四氯化碳;7.汽油;8.乙醇;9.水蒸汽;圖3幾種物質(zhì)的飽和蒸汽壓力與溫度的關(guān)系實(shí)際工作中最常遇到的是要抽除水蒸汽,它是最容易凝結(jié)的一種蒸汽(如圖3)。水進(jìn)入泵油中會(huì)形成一種乳濁液,溶解并活化在泵油中的酸類物質(zhì)。水同鐵質(zhì)(鋼或鑄鐵)相互作用又形成一種氧化鐵的水合物,這種水合物又同酸類物質(zhì)發(fā)生作用形成非溶解性的堿肥皂,而它恰恰是泵油氧化過程的強(qiáng)力催化劑,這一切必定導(dǎo)致極限壓力的增高。泵油膠化并能使泵遭到破壞。同時(shí),由于潤(rùn)滑條件急劇的惡化亦會(huì)引起泵溫的升高。我們知道,對(duì)于在實(shí)際中所用到的大多數(shù)蒸汽來說,其在室溫下的飽和壓力都是幾個(gè)毫米汞柱,或稍高一些(如圖3),這就是說,這個(gè)壓力只有在油封機(jī)械泵中才能達(dá)到。由此可見,在羅茨泵、分子泵和蒸汽流泵中,蒸汽多半不會(huì)凝結(jié)并能順利地通過這些泵。不但如此,就是在工作開始之前,進(jìn)入這些泵的凝結(jié)液在達(dá)到低壓力時(shí)已蒸發(fā)了并且很容易地就可以被抽走。(2)在抽除氣體和蒸汽混合物時(shí),油封機(jī)械泵內(nèi)的壓縮過程。設(shè)pg———混合氣體中非凝結(jié)性氣體在泵入口處的分壓力;pz———混合氣體中蒸汽在泵入口處的分壓力;ps———在泵工作時(shí)和泵溫(60℃)下蒸汽的飽和壓力;pa———排氣壓力(等于大氣壓力);kmax———在開始排氣時(shí)混合氣體的壓縮比;顯然,為要排氣,必須達(dá)到如下的壓縮比:就開始凝結(jié)過程。如果kcon>kmax,那么就不產(chǎn)生凝結(jié),如果kcon