真空泵工作原理常见真空泵的种类及原理性能机电设备

真空泵是什么？就是把气体从设备内抽吸出来，从而使设备内的压力低于一个大气压的机器叫真空泵。实际上，真空泵是一种气体输送机械，真空泵的原理是把气体从低于一个大气压的环境中输送到大气中或与大气压力相同的环境中。下面，小编就详细介绍一下真空泵的工作原理，另外再介绍一下常见真空泵的种类及原理性能。

真空泵工作原理

真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵。气体捕集泵是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵。

真空泵是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。真空泵可以定义为：利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。随着真空应用的发展，真空泵的种类已发展了很多种，其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。随着真空应用技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求，由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽，因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求，使用不同类型的真空泵。为了使用方便和各种真空工艺过程的需要，有时将各种真空泵按其性能要求组合起来，以机组型式应用。

常见真空泵的种类及原理性能

１、旋转式机械泵

以油封式真空泵为例加以介绍。

构造：偏心轴转子,固定翼,油。旋转动力是电机。

原理：转子紧贴泵壁内侧旋转。固定翼随之下移,转子到达油面后,空气被压缩,压缩后的空气压力高于外界大气压之后从排气口排出。

特征：排气能力由压缩比决定,可达0.1Pa程度。操作简单。可以从大气压状态下启动。油要蒸发。为了避免油或其它液体进入真空腔内,不用油或其它液体的干式真空泵正在成为主要的旋转式机械泵。

２、分子泵

构造：电机驱动的高速旋转叶片,泵壁上固定的固定叶片。

原理：每分钟旋转数万次的高速旋转叶片撞击气体分子,被撞击的气体分子碰撞到固定叶片后又被弹到下一个旋转叶片上,最终被送到排气口。旋转叶片和固定叶片的方向相反,使分子难于逆行。这种排气方式,排气速度不因气体种类而变。

特征：不用油,工作环境清洁,可到达10-10Pa的真空度。排气速度不受气体种类影响。构造复杂,价格昂贵,高速旋转,要注意安装要求。有振动。需要和其它初段排气泵组合。

３、离子泵  

构造：强磁铁,蜂窝状阳极,钛(Ti)阴极。

原理：通过溅射现象,使Ti离子化,Ti离子化学反应活性高。和气体分子反应之后生成化合物。一部分气体分子也离子化之后向阴极加速,使阴极的Ti被溅射后,一部分离子进入阴极内部。

特征：能达到超高真空(10-10Pa)。需要和其它初段排气泵组合。有一定寿命。

４、Ti升华泵

构造：加热电阻丝、Ti材料(线或球)。

原理：通过加热电阻丝,使Ti升华。因为Ti化学反应活性高、立刻和周围的气体分子反应而生成稳定的化合物。反应生成的化合物吸附在真空腔内壁上、从而达到降低气压的效果。如果升华后的Ti吸附在较大面积的内壁上、则产生巨大的排气速度。比如1平方米的面积上吸附Ti原子的话、对氮气而言、可达到24000升/s的排气速度。 在压力较高时(>10-3Pa)、排气速度大大降低。因此需要和其他排气泵组合使用。

特征：排气速度大。没有运动部分,没有振动。需要和其它初段排气泵组合。有一定寿命。

５、低温泵

构造：冷冻机、液态He。

原理：利用气体在超低温表面凝结而达到排气效果。

特征：能达到超高真空(10-11Pa)。排气速度快。安装方向不受限制。

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