實驗(yan)室(shi)減壓(ya)蒸(zheng)餾用(yong)真空(kong)泵(beng)的(de)分(fen)類和(he)選購指南

        在(zai)化學實(shi)驗(yan)室中，旋(xuan)轉蒸(zheng)發儀是(shi)進行(xing)蒸(zheng)發、提(ti)純(chun)、結晶、濃縮、幹燥(zao)、分(fen)離(li)等(deng)實驗(yan)的(de)重要設(she)備。為確(que)保(bao)實(shi)驗的高效(xiao)性(xing)和(he)準確(que)性，旋(xuan)轉蒸(zheng)發儀的(de)真(zhen)空(kong)度要求(qiu)高，通(tong)常不(bu)得低於400Pa高(gao)於10mbar。而(er)真空(kong)泵(beng)作為旋(xuan)轉(zhuan)蒸(zheng)發儀的(de)核心(xin)配(pei)套設(she)備，其選型(xing)的合適與否直接(jie)關(guan)系(xi)到(dao)實(shi)驗效果的(de)成(cheng)敗。本文將(jiang)全面分(fen)析旋(xuan)轉(zhuan)蒸(zheng)發儀對(dui)真空(kong)泵(beng)的(de)材質、結構和性能要求(qiu)，為實(shi)驗(yan)室技(ji)術人員(yuan)提(ti)供選(xuan)型(xing)參考(kao)。

壹(yi)、旋(xuan)轉蒸(zheng)發儀對(dui)真空(kong)泵(beng)的(de)關(guan)鍵要求(qiu)

1. 材質耐(nai)腐蝕性要求(qiu)

        旋轉(zhuan)蒸(zheng)發儀中(zhong)蒸(zheng)餾的(de)溶(rong)劑(ji)通常會對(dui)壹(yi)般(ban)金屬(shu)、橡(xiang)膠、普(pu)通(tong)塑(su)料(liao)等(deng)材質產(chan)生(sheng)腐(fu)蝕性，有(you)機溶(rong)劑(ji)揮發(fa)產(chan)生(sheng)的(de)氣體會使上(shang)述(shu)部件開裂(lie)、溶(rong)解(jie)。如(ru)果使用(yong)不耐(nai)腐蝕的真空(kong)泵(beng)，如(ru)循環(huan)水(shui)泵(beng)、旋(xuan)片(pian)式(shi)油(you)泵(beng)或(huo)使用(yong)橡膠、塗層(ceng)材(cai)料(liao)制作的隔(ge)膜(mo)真(zhen)空(kong)泵(beng)，在(zai)使用(yong)壹(yi)段(duan)時(shi)間後(hou)會出(chu)現(xian)真(zhen)空(kong)度不(bu)足或無(wu)法抽(chou)吸的(de)問(wen)題。

      專(zhuan)門(men)用於旋(xuan)轉蒸(zheng)發儀的(de)真(zhen)空(kong)泵(beng)，在(zai)選料(liao)時(shi)通常(chang)采(cai)用耐(nai)強(qiang)化學腐(fu)蝕的PTFE聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi)材質。從(cong)進氣接(jie)口開始，泵(beng)頭(tou)腔體、隔膜(mo)片(pian)、氣路(lu)管道(dao)，直至(zhi)出(chu)氣接(jie)口等(deng)，所有(you)可(ke)能會與有(you)機氣體接(jie)觸的部件，都應(ying)使用(yong)PTFE聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi)材質制(zhi)作。這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)的選(xuan)擇(ze)能確(que)保(bao)長(chang)期使用(yong)中零部件不(bu)會因(yin)腐蝕而(er)損壞。

2.結構設(she)計(ji)要求(qiu)

       旋轉(zhuan)蒸(zheng)發儀配(pei)套真空(kong)泵(beng)需要具備二(er)級(ji)氣缸(gang)抽(chou)氣結構，即真空(kong)泵(beng)帶(dai)有(you)兩(liang)組氣缸(gang)，每組氣缸(gang)內都含(han)有(you)獨(du)立(li)的抽(chou)氣結構。兩組氣缸(gang)采(cai)用前(qian)置後(hou)置的(de)串聯結構，類似於接(jie)力抽(chou)氣的(de)方式(shi)，這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)能夠達到(dao)較高(gao)的(de)真空(kong)度（通(tong)常(chang)需要至(zhi)少10mbar以下）。

      普(pu)通(tong)抽(chou)氣結構無法實(shi)現(xian)旋轉(zhuan)蒸(zheng)發儀所(suo)需的(de)高真(zhen)空(kong)度要求(qiu)。例如(ru)，專(zhuan)為旋(xuan)轉(zhuan)蒸(zheng)發儀設(she)計(ji)的(de)CH410耐腐(fu)蝕隔膜(mo)真(zhen)空(kong)泵(beng)就(jiu)采(cai)用了這(zhe)種(zhong)二(er)級(ji)氣缸(gang)抽(chou)氣結構，其真空(kong)度可(ke)達6-8mbar。

3. 真空(kong)度可(ke)調節(jie)功能

        如(ru)果真(zhen)空(kong)度持續(xu)升高，溶(rong)劑(ji)沸點會不斷降(jiang)低(di)，可(ke)能導致(zhi)爆沸(fei)現(xian)象發(fa)生(sheng)。避(bi)免(mian)爆(bao)沸(fei)的(de)方法是(shi)將真(zhen)空(kong)度設(she)置在(zai)需要的數值，達到(dao)該(gai)真空(kong)度後(hou)維(wei)持穩定(ding)。 因(yin)此追求(qiu)使用(yong)體驗的(de)旋(xuan)轉蒸(zheng)發儀用(yong)真(zhen)空(kong)泵(beng)應(ying)當配(pei)置防腐(fu)蝕的真空(kong)調節(jie)閥(fa)，如(ru)聖(sheng)斯特Sciencetool的(de)CH411，調節(jie)閥(fa)應(ying)帶有(you)真(zhen)空(kong)表顯(xian)示真空(kong)度，以便使用(yong)者根(gen)據(ju)實際需要將真空(kong)度設(she)置在(zai)所(suo)需數(shu)值。

二(er)、主流(liu)真空(kong)泵(beng)類(lei)型(xing)及其特點

1. 循環(huan)水(shui)真(zhen)空(kong)泵(beng)

        循(xun)環(huan)水(shui)真(zhen)空(kong)泵(beng)以其表壓(ya)0.095MPa的上(shang)限真(zhen)空(kong)度，成(cheng)為小(xiao)型(xing)旋轉(zhuan)蒸(zheng)發儀的(de)壹(yi)種(zhong)選擇(ze)。單(dan)頭(tou)10L/min的(de)抽(chou)氣量，能滿足大部分(fen)旋轉(zhuan)蒸(zheng)發儀的(de)抽(chou)氣量需要。同時(shi)由(you)於其本身(shen)原(yuan)理(li)構(gou)造，能為設(she)備提(ti)供可(ke)循環(huan)的(de)冷(leng)卻水，對(dui)冷卻溫度要求(qiu)低的(de)試驗(yan)，可少配(pei)置壹(yi)臺(tai)低溫冷(leng)卻循環(huan)泵(beng)，降(jiang)低(di)運行(xing)成(cheng)本。但是(shi)水泵(beng)作為滿足基本需要的產(chan)品(pin)，也存(cun)在諸(zhu)多(duo)不足：真空(kong)度相(xiang)對(dui)較低(di)，蒸(zheng)餾話(hua)費(fei)時(shi)間更長(chang)；使用(yong)過程(cheng)中會產(chan)生(sheng)廢(fei)水，需要妥善(shan)處(chu)理(li)；不(bu)太耐腐蝕，長(chang)期使用(yong)可能導致(zhi)真空(kong)度下(xia)降(jiang)。

2.抗(kang)腐(fu)蝕螺旋真(zhen)空(kong)泵(beng)

      當(dang)實驗對(dui)真空(kong)度要求(qiu)高時(shi)，需使用(yong)抗腐(fu)蝕螺旋真(zhen)空(kong)泵(beng)。真(zhen)空(kong)度高(gao)達0.05mbar（≈5Pa），比化學隔(ge)膜(mo)泵(beng)高(gao)出(chu)兩(liang)個(ge)數(shu)量級(ji)。且抗腐蝕性能良(liang)好、功(gong)率(lv)小(xiao)、省(sheng)電，能耐受(shou)200℃的氣體過流(liu)高溫(wen)和(he)適量的(de)高(gao)溫液(ye)體過流(liu)。但綜(zong)合性能出(chu)色(se)的(de)螺(luo)旋(xuan)真空(kong)泵(beng)，無(wu)論對(dui)設(she)計(ji)、材(cai)料(liao)、制造(zao)等(deng)方面要求(qiu)都很(hen)高，所(suo)以目前(qian)價格(ge)非(fei)常昂(ang)貴(gui)。

3.耐腐(fu)蝕隔膜(mo)真(zhen)空(kong)泵(beng)

       也(ye)稱為化學隔(ge)膜(mo)真(zhen)空(kong)泵(beng)，真(zhen)空(kong)度壹(yi)般(ban)在8-2mbar，真空(kong)度抽(chou)速(su)滿足大部分(fen)旋轉(zhuan)蒸(zheng)發儀需要。對(dui)抽(chou)入(ru)的氣體溫度(du)有(you)壹(yi)定(ding)要求(qiu)，如(ru)高溫(wen)氣體，無法及(ji)時(shi)冷凝(ning)需要加裝冷卻循環(huan)水(shui)器(qi)。但是(shi)憑借(jie)抗(kang)腐蝕性能優良(liang)、體積小(xiao)、重量輕(qing)、幹式(shi)運行(xing)無(wu)汙染、工作方便等(deng)出(chu)色(se)的(de)綜(zong)合性能，目前(qian)是(shi)大部分(fen)旋轉(zhuan)蒸(zheng)發儀配(pei)套真空(kong)泵(beng)的(de)主流(liu)選擇(ze)。

三(san)、真(zhen)空(kong)泵(beng)選(xuan)型(xing)綜(zong)合考(kao)量因(yin)素

       可(ke)以從(cong)以下方面考(kao)慮：

1. 根(gen)據(ju)實驗需求(qiu)選擇(ze)

不(bu)同實(shi)驗(yan)對(dui)真空(kong)度的(de)要求(qiu)不同。壹(yi)般(ban)教學實(shi)驗(yan)，可選(xuan)擇(ze)循(xun)環(huan)水(shui)真(zhen)空(kong)泵(beng)；常(chang)規科研(yan)實驗：應(ying)選擇(ze)耐(nai)腐(fu)蝕的化學隔(ge)膜(mo)真(zhen)空(kong)泵(beng)。對(dui)真空(kong)度要求(qiu)高的(de)實驗(yan)，要用抗腐蝕螺旋真(zhen)空(kong)泵(beng)是(shi)。

2. 根據(ju)旋轉蒸(zheng)發儀規(gui)格(ge)選擇(ze)

根(gen)據(ju)旋轉蒸(zheng)發器(qi)的容積大小(xiao)，選(xuan)擇(ze)相(xiang)應(ying)抽(chou)速(su)的(de)真空(kong)泵(beng)。如(ru)果蒸(zheng)餾瓶(ping)容量大(da)，抽(chou)氣速(su)率(lv)不夠(gou)，真(zhen)空(kong)度也(ye)無(wu)法上(shang)升到(dao)需要數值。

3. 成(cheng)本與維(wei)護(hu)考(kao)慮

在(zai)選(xuan)擇(ze)真(zhen)空(kong)泵(beng)時(shi)，還可(ke)以綜(zong)合考(kao)慮的(de)因(yin)素如(ru)下：購(gou)置成(cheng)本，循環(huan)水(shui)泵(beng)價(jia)格較低(di)，隔(ge)膜(mo)泵(beng)和(he)螺旋泵(beng)造(zao)價較高(gao)。運行(xing)成(cheng)本，循環(huan)水(shui)泵(beng)會產(chan)生(sheng)廢(fei)水處(chu)理(li)成(cheng)本，隔膜(mo)泵(beng)和(he)螺旋泵(beng)運行(xing)成(cheng)本較低(di)。維(wei)護成(cheng)本，循環(huan)水(shui)泵(beng)可(ke)能需要更頻繁(fan)的(de)維護(hu)和(he)更換(huan)部件，而(er)隔膜(mo)真(zhen)空(kong)泵(beng)雖(sui)然造(zao)價(jia)高(gao)於水(shui)泵(beng)，但長(chang)期來(lai)看可能更經濟，因(yin)其耐腐蝕性能更好，維(wei)護(hu)成(cheng)本更低。