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實(shí)驗(yàn)室里的大功率無油真空泵,簡單來說就是一種在不使用泵油或加水的情況下,能快速抽取大量氣體以獲得真空環(huán)境的設(shè)備。它對于許多需要潔凈、高效真空環(huán)境的實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。此類真空泵的工作原理是通過電機(jī)驅(qū)動偏心輪轉(zhuǎn)動,帶動活塞連桿做往復(fù)伸縮運(yùn)動。活塞連桿拉伸時,泵腔形成負(fù)壓吸入氣體;活塞連桿壓縮時,泵腔壓力升高,通過單向閥排出氣體。大功率型號通常采用兩組氣缸來配合工作,對兩組氣缸采取并聯(lián)或串聯(lián)設(shè)計,同時優(yōu)化氣缸材質(zhì)和驅(qū)動結(jié)構(gòu),例如氣缸的缸徑、活塞的行程,可兼顧抽氣速率與穩(wěn)定性。其相較于普通實(shí)驗(yàn)室真空泵的優(yōu)勢主要有如下幾個方面:
1.杜絕油污染,適配高潔凈需求
普通有油真空泵依賴潤滑油密封和潤滑,工作中易出現(xiàn)油蒸汽反流,污染實(shí)驗(yàn)樣品、反應(yīng)體系或?qū)嶒?yàn)裝置。而大功率無油真空泵無需潤滑油,可避免油污染,這對生物樣品、高純材料、精密電子元件相關(guān)實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要,例如核酸提取、半導(dǎo)體材料制備等場景,能直接保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和樣品純度。
2.適配大功率場景,效率更高
對比小功率無油真空泵,其核心優(yōu)勢是抽氣速率快、極限真空度更高(部分大功率無油螺桿泵極限真空度可達(dá) 10?3Pa 級別),且能穩(wěn)定維持高真空狀態(tài)。對于批量樣品處理、大型反應(yīng)裝置、大容積真空腔體等需求,可大幅縮短抽真空時間,提升實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)效率,而小功率無油泵往往因抽氣慢,難以滿足此類大規(guī)模場景。
3.維護(hù)成本低,使用更便捷
普通有油真空泵需定期更換潤滑油,還需清理油路中的雜質(zhì),長期使用的維護(hù)步驟繁瑣,且潤滑油消耗會增加成本;若潤滑油泄漏,還需額外處理污染問題。大功率無油真空泵無油路相關(guān)維護(hù),僅需定期清潔進(jìn)氣過濾裝置、檢查隔膜或轉(zhuǎn)子間隙等,維護(hù)周期更長,操作簡單,長期使用能降低實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)成本和工作量。
4.環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),應(yīng)用范圍更廣
普通有油真空泵的潤滑油易受介質(zhì)影響,若抽取腐蝕性氣體,會導(dǎo)致潤滑油變質(zhì)、泵體腐蝕;而大功率無油真空泵可選用耐腐蝕材質(zhì)(如 PTFE、不銹鋼等)制作接觸氣體的部件,能適配腐蝕性氣體、水汽等復(fù)雜工況,例如處理含酸堿性的萃取液、潮濕樣品的真空干燥等場景,而普通有油真空泵在這類場景中易損壞、壽命縮短。
5.運(yùn)行穩(wěn)定,噪音與安全性更優(yōu)
大功率無油真空泵(如螺桿式、爪式)的傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計更精密,運(yùn)行時振動小、噪音低;且無潤滑油高溫變質(zhì)的風(fēng)險,排氣過程中無油霧產(chǎn)生,不僅能改善實(shí)驗(yàn)室工作環(huán)境,還能減少火災(zāi)等安全隱患。而普通有油真空泵長期運(yùn)行后,潤滑油老化可能導(dǎo)致泵體發(fā)熱異常,油霧排放也會污染實(shí)驗(yàn)室空氣,安全性和舒適性較差。
實(shí)驗(yàn)室中需配套大功率無油真空泵的儀器設(shè)備,多為那些要大抽氣量、高真空環(huán)境,或?qū)?shí)驗(yàn)環(huán)境、樣品潔凈度要求嚴(yán)苛的設(shè)備,覆蓋樣品前處理、材料表征、化學(xué)合成、生物實(shí)驗(yàn)等多個核心場景,具體設(shè)備及適配原因如下:

●離心濃縮儀:這類儀器常用于批量核酸、蛋白質(zhì)、多肽等生物樣品,或是多組環(huán)境檢測樣品萃取液的濃縮。批量處理時需要快速抽取腔體內(nèi)氣體以降低溶劑沸點(diǎn),大功率無油真空泵能快速建立高真空環(huán)境,大幅縮短多通道、大容量樣品的濃縮周期,同時無油特性可避免油污染破壞生物樣品活性、影響檢測純度。但需要注意的是,如果用于此類應(yīng)用,還需要泵采用耐腐蝕設(shè)計,例如CH611大功率防化學(xué)腐蝕無油隔膜真空泵,除了大功率電機(jī),搭配雙氣缸串聯(lián)設(shè)計,能實(shí)現(xiàn)高真空度和較快抽速外,其從進(jìn)氣口開始,氣缸、氣路管道、隔膜片、出氣口均采用PTFE聚四氟乙烯材質(zhì)制造,能耐受強(qiáng)化學(xué)腐蝕。

●真空干燥箱:容積較大的真空干燥箱(如腔體容積 50L 以上)或需同時干燥大量含水、有機(jī)溶劑的樣品時,需快速抽出箱內(nèi)氣體以降低壓力,加速水分和溶劑揮發(fā)。大功率無油真空泵可快速達(dá)到設(shè)定真空度并穩(wěn)定維持,適配大規(guī)模樣品干燥需求,同時避免油蒸汽污染干燥后的精密樣品(如電子元件、生物制劑)。例如R610-HF就是一款專門設(shè)計用于搭配此類干燥箱的產(chǎn)品,其真空度可達(dá)0.098Mpa,抽速55L/Min,可以在較短時間,就將箱體內(nèi)的空氣排出,抽到需要的真空度。
●多聯(lián)過濾器:常用于微生物限度檢測或水中懸浮物檢查,過濾器管路長,同時搭配多組過濾杯,使用一臺負(fù)壓真空泵同時過濾,提升過濾效率,需要產(chǎn)生足夠的負(fù)壓吸引力,使濾液過濾膜,尤其在污水、地表水采樣時,懸浮物含量多,會對濾液通過產(chǎn)生更大阻力。此時就需要抽濾泵有足夠的抽氣速率,否則會來不及抽走空氣,形成足夠負(fù)壓。
所以綜合上述分析和介紹,我們可以總結(jié)出實(shí)驗(yàn)室里的大功率無油真空泵的核心特征,有如下四條:
不同于油泵和循環(huán)水真空泵,需要液體介質(zhì)的加入,大功率無油真空泵是一種僅僅通過機(jī)械結(jié)構(gòu)直接抽除氣體以獲得真空的設(shè)備。

2.“大功率"的體現(xiàn),通過大功率的電機(jī)運(yùn)行,通常指抽氣速率高,例如R600-HF采用無油設(shè)計,僅依靠自身機(jī)械部件,抽速可達(dá)100L/Min,已經(jīng)和許多采用泵油潤滑的旋片式真空泵接近,這樣能更快獲得真空并維持系統(tǒng)壓力。
3.工作原理是通過改變泵腔的工作容積來周期性地擴(kuò)大和壓縮氣體,從而抽除和排出氣體。
4.潔凈無污染、維護(hù)簡單、使用成本較低、噪音和振動相對較小,是其和需要使用液體介質(zhì)潤滑的真空泵的主要差異。