常用真空泵的工作原理

真空泵要求從密封容器中高速高效地排除氣體，以達到產(chǎn)生,改善和維持真空的目的。其工作原理可以分為機械、物理和化學(xué)方式。根據(jù)要達到的真空度不同,常常需要2種以上的真空泵相組合。 代表的真空泵 　　1：旋轉(zhuǎn)式機械泵 　　2：分子泵(TMP) 　　3：離子泵 　　4：Ti升華泵 　　5：低溫泵 　　曾經(jīng)被廣泛使用的油擴散泵因為存在油氣蒸發(fā)的問題、現(xiàn)在已經(jīng)很少被采用。 旋轉(zhuǎn)式機械泵 　　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)動力是電機。 　　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0.1Pa程度。操作簡單。可以從大氣壓狀態(tài)下啟動。油要蒸發(fā)。 　　為了避免油或其它液體進入真空腔內(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)式機械泵。 ? 分子泵(TMP) 　　構(gòu)造：電機驅(qū)動的高速旋轉(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)境清理,可到達10-10Pa的真空度。排氣速度不受氣體種類影響。構(gòu)造復(fù)雜,價格昂貴,高速旋轉(zhuǎn),要注意安裝要求。有振動。需要和其它初段排氣泵組合。 離子泵 　　構(gòu)造：強磁鐵,蜂窩狀陽極,鈦(Ti)陰極。 　　原理：通過濺射現(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,一部分離子進入陰極內(nèi)部。 　　特征： 　　能達到超高真空(10-10Pa) 　　需要和其它初段排氣泵組合。 　　有一定壽命。 ? Ti升華泵 　　構(gòu)造：加熱電阻絲、Ti材料(線或球)。 　　原理：通過加熱電阻絲,使Ti升華。因為Ti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、從而達到下降氣壓的效果。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、對氮氣而言、可達到24000升/s的排氣速度。 在壓力較高時(>10-3Pa)、排氣速度大大下降。因此需要和其他排氣泵組合使用。 　　特征： 　　排氣速度大。 　　沒有運動部分,沒有振動。 　　需要和其它初段排氣泵組合。 　　有一定壽命。 低溫泵 　　構(gòu)造：冷凍機、液態(tài)He。 　　原理：利用氣體在超低溫表層凝結(jié)而達到排氣效果。 　　特征： 　　能達到超高真空(10-11Pa) 　　排氣速度快。 　　安裝方向不受限制。 　　挑選排氣泵的方法 　　1、需要到達的真空度 　　2、需要的排氣時間 　　3、是否需要導(dǎo)入氣體 　　4、排氣種類 　　5、配管長度,氣體通過率的考慮