真空讲座 第三讲： 机械 真空泵.doc

第三讲：机械真空泵 [简介]: 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。极限压力(极限真空)从粗真空到10-12Pa以上的超高真空范围。 一、机械真空泵的分类及主要性能参量 ????(一)机械真空泵的分类 ????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。极限压力(极限真空)从粗真空到10-12Pa以上的超高真空范围。 ????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。 ????凡是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵，称为机械真空泵。机械真空泵按其工作原理及结构特点分述如下： ????1．变容真空泵 ????它是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵。气体在排出泵腔前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种。 ????(1)往复式真空泵 ????利用泵腔内活塞往复运动，将气体吸入、压缩并排出。又称为活塞式真空泵。 ????(2)旋转式真空泵 ????利用泵腔内转子部件的旋转运动将气体吸入、压缩并排出。它大致有如下几种分类： ????1)油封式真空泵? 它是利用真空泵油密封泵内各运动部件之间的间隙，减少泵内有害空间的一种旋转变容真空泵。这种泵通常带有气镇装置。它主要包括旋片式真空泵、定片式真空泵、滑阀式真空泵、余摆线真空泵等。 ????2)液环真空泵? 将带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把工作液体抛向泵壳形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小的旋转变容吸排气腔。工作液体通常为水或油，所以亦称为水环式真空泵或油环式真空泵。 ????3)干式真空泵? 它是一种泵内不用油类(或液体)密封的变容真空泵。由于干式真空泵泵腔内不需要工作液体，因此，适用于半导体行业、化学工业、制药工业及食品行业等需要无油清洁真空环境的工艺场合。 ????4)罗茨真空泵泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子。转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。 ????2．动量传输泵 ????它依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。这类泵可分为以下几种形式： ????(1)分子真空泵 ????它是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可分为： ????1)牵引分子泵气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被驱送到泵的出口。 ????2)涡轮分子泵? 靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。这种泵通常在分子流状态下工作。 ????3)复合分子泵它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。 ????机械真空泵是真空应用领域中使用得最普遍的一类泵，它是真空获得设备的重要组成部分。其详细分类如图1所示。 ????(二) ????对机械真空泵的性能常用下列参量或其中的几个主要参量来说明。 ????1．抽气速率(体积流率)(s；单位：m3·s-1；L·s-1) ????当泵装有标准试验罩并按规定条件工作时，从试验罩流过的气体流量与在试验罩上指定位置测得的平衡压力之比。简称泵的抽速。即在一定的压力、温度下，真空泵在单位时间内从被抽容器中抽走的气体体积。 ????2．极限压力（极限真空）（单位：Pa） ????泵装有标准试验罩并按规定条件工作，在不引入气体正常工作的情况下，趋向稳定的最低压力。即真空泵的入口端经过充分抽气后所能达到的最低的稳定的压力。 ????3．起动压力????泵无损坏起动并有抽气作用的压力 ????4．前级压力????排气压力低于一个大气压力的真空泵的出口压力。 ????5．最大前级压力????超过了能使泵损坏的前级压力。 ????6．最大工作压力????对应最大抽气量的入口压力。在此压力下，泵能连续工作而不恶化或损坏· ????7．抽气量（Q单位：Pa·m3·S-1；Pa·L·S-1）????流经泵入口的气体流量。 ????8．压缩比????泵对给定气体的出口压力与入