真空泵是什么?就是把氣體從設(shè)備內(nèi)抽吸出來(lái),從而使設(shè)備內(nèi)的壓力低于一個(gè)大氣壓的機(jī)器叫真空泵。實(shí)際上,真空泵是一種氣體輸送機(jī)械,真空泵的原理是把氣體從低于一個(gè)大氣壓的環(huán)境中輸送到大氣中或與大氣壓力相同的環(huán)境中。下面,賢集網(wǎng)小編就詳細(xì)介紹一下真空泵的工作原理,另外再介紹一下常見真空泵的種類及原理性能。
真空泵工作原理
真空泵基本上可以分為兩種類型,即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。氣體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出,借以達(dá)到抽氣目的的真空泵。氣體捕集泵是一種使氣體分子被吸附或凝結(jié)在泵的內(nèi)表面上,從而減小了容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目而達(dá)到抽氣目的的真空泵。
真空泵是用各種方法在某一封閉空間中產(chǎn)生、改善和維持真空的裝置。真空泵可以定義為:利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。隨著真空應(yīng)用的發(fā)展,真空泵的種類已發(fā)展了很多種,其抽速?gòu)拿棵肓泓c(diǎn)幾升到每秒幾十萬(wàn)、數(shù)百萬(wàn)升。按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類型,即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。隨著真空應(yīng)用技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對(duì)其應(yīng)用壓強(qiáng)范圍的要求越來(lái)越寬,大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿足生產(chǎn)和科學(xué)研究過(guò)程的要求,由于真空應(yīng)用部門所涉及的工作壓力的范圍很寬,因此任何一種類型的真空泵都不可能完全適用于所有的工作壓力范圍,只能根據(jù)不同的工作壓力范圍和不同的工作要求,使用不同類型的真空泵。為了使用方便和各種真空工藝過(guò)程的需要,有時(shí)將各種真空泵按其性能要求組合起來(lái),以機(jī)組型式應(yīng)用。
常見真空泵的種類及原理性能
1、旋轉(zhuǎn)式機(jī)械泵
以油封式真空泵為例加以介紹。
構(gòu)造:偏心軸轉(zhuǎn)子,固定翼,油。旋轉(zhuǎn)動(dòng)力是電機(jī)。
原理:轉(zhuǎn)子緊貼泵壁內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。固定翼隨之下移,轉(zhuǎn)子到達(dá)油面后,空氣被壓縮,壓縮后的空氣壓力高于外界大氣壓之后從排氣口排出。
特征:排氣能力由壓縮比決定,可達(dá)0.1Pa程度。操作簡(jiǎn)單。可以從大氣壓狀態(tài)下啟動(dòng)。油要蒸發(fā)。為了避免油或其它液體進(jìn)入真空腔內(nèi),不用油或其它液體的干式真空泵正在成為主要的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械泵。
2、分子泵
構(gòu)造:電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)葉片,泵壁上固定的固定葉片。
原理:每分鐘旋轉(zhuǎn)數(shù)萬(wàn)次的高速旋轉(zhuǎn)葉片撞擊氣體分子,被撞擊的氣體分子碰撞到固定葉片后又被彈到下一個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片上,最終被送到排氣口。旋轉(zhuǎn)葉片和固定葉片的方向相反,使分子難于逆行。這種排氣方式,排氣速度不因氣體種類而變。
特征:不用油,工作環(huán)境清潔,可到達(dá)10-10Pa的真空度。排氣速度不受氣體種類影響。構(gòu)造復(fù)雜,價(jià)格昂貴,高速旋轉(zhuǎn),要注意安裝要求。有振動(dòng)。需要和其它初段排氣泵組合。
3、離子泵
構(gòu)造:強(qiáng)磁鐵,蜂窩狀陽(yáng)極,鈦(Ti)陰極。
原理:通過(guò)濺射現(xiàn)象,使Ti離子化,Ti離子化學(xué)反應(yīng)活性高。和氣體分子反應(yīng)之后生成化合物。一部分氣體分子也離子化之后向陰極加速,使陰極的Ti被濺射后,一部分離子進(jìn)入陰極內(nèi)部。
特征:能達(dá)到超高真空(10-10Pa)。需要和其它初段排氣泵組合。有一定壽命。
4、Ti升華泵
構(gòu)造:加熱電阻絲、Ti材料(線或球)。
原理:通過(guò)加熱電阻絲,使Ti升華。因?yàn)門i化學(xué)反應(yīng)活性高、立刻和周圍的氣體分子反應(yīng)而生成穩(wěn)定的化合物。反應(yīng)生成的化合物吸附在真空腔內(nèi)壁上、從而達(dá)到降低氣壓的效果。如果升華后的Ti吸附在較大面積的內(nèi)壁上、則產(chǎn)生巨大的排氣速度。比如1平方米的面積上吸附Ti原子的話、對(duì)氮?dú)舛浴⒖蛇_(dá)到24000升/s的排氣速度。 在壓力較高時(shí)(>10-3Pa)、排氣速度大大降低。因此需要和其他排氣泵組合使用。
特征:排氣速度大。沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部分,沒(méi)有振動(dòng)。需要和其它初段排氣泵組合。有一定壽命。
5、低溫泵
構(gòu)造:冷凍機(jī)、液態(tài)He。
原理:利用氣體在超低溫表面凝結(jié)而達(dá)到排氣效果。
特征:能達(dá)到超高真空(10-11Pa)。排氣速度快。安裝方向不受限制。