真空泵是一种用于抽取气体分子,从而在封闭的容器中形成真空环境的设备。它可以通过多种方法,包括机械、物理、化学或物理化学的方法,对被抽容器进行抽气。以下是一些常见类型的真空泵及其工作原理:
变容真空泵
罗茨泵:利用两个相互啮合的“8”字形或三叶形转子在泵腔内旋转,通过改变转子之间的容积来实现吸气和排气,从而产生真空。
水环泵:在泵体内注入一定量的水作为工作液,叶轮旋转时形成水环,通过水环的离心力和压缩作用将气体吸入和排出。
动量传输泵
扩散泵:通过将气体分子扩散到较高压力区域来实现抽取气体的目的,主要由扩散器和冷凝器两部分组成。
离心泵:利用离心力将气体分子从容器中抽出,由一个旋转的叶轮和一个静止的扩散器组成。
涡旋泵:利用旋涡流动的原理将气体分子抽出,由一个旋转的叶轮和一个静止的螺旋壳体组成。
其他类型
蒸汽喷射泵:利用高速旋转的蒸汽将气体分子带到泵的侧臂弯管球泡处集结,然后通过冷凝器将气体分子抽出。
湿式泵:如液环真空泵,通过水环的离心力和压缩作用将气体吸入和排出。
干式泵:如罗茨泵、螺杆泵、爪式泵等,通过机械方式将气体抽出。
真空泵的工作过程
吸气阶段
泵体内的压力低于外界压力,外界气体通过进气口进入工作腔。
增压装置增加气体的动能,使气体被推向排气口。
排气阶段
气体通过排气口排出泵外。
这个过程不断重复,直到工作腔内的气体被抽取完毕。
总结
真空泵的工作原理主要基于气体分子的运动规律和压力差。通过旋转或其他动力装置产生高速气流,从排气系统中抽出气体,并排放到外部环境中,同时不断地抽入新的气体以保持系统的真空度。不同类型的真空泵具有不同的工作机制,但它们共同的目标是在封闭空间中产生和维持真空环境。