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三种实验室常见真空泵的工作原理

点击次数:2470 发布时间:2019-05-31

三种实验室常见真空泵的工作原理

   真空泵是用来抽取空气,提供真空环境的实验室常用仪器。目前,实验室常见的真空泵有三类:循环水式真空泵、隔膜真空泵以及旋片式真空泵。三者的工作原理各不一样,应用范围也有所区别。

一、循环水式真空泵的工作原理:

     循环水式真空泵的工作介质为水,它属于离心式机械泵。其工作原理是用循环水作为工作流体,利用射流产生负压。圆筒形泵壳内偏心装置着叶轮转子,其叶片为前弯式,当叶轮旋转时,工作水在离心力作用下形成沿泵壳旋流的水环。由于叶轮偏心位置,水环相对叶片作相对运行,使相邻两叶片之间的空间容积呈周期性变化,有如液体“活塞”叶栅中作径向往复运行。随着叶轮稳定转动.每个容积轮反复变化.使吸、排气过程继续下去。

循环水式真空泵的工作水与被压缩气体是一起排出的.因此水环需用新的冷水连续补充,以保持稳定的水环厚度和温度。水环除起“液体活塞”作用,还有散热(对缩压过程),密封(叶轮与配气板之间)冷却(轴封件)等作用。因此泵的工作转速(对应一定的水环厚度)实际工作水温和配气孔布置是几个主要影响因素.对抽气量、工作效率和压缩比(包括可达真空度)起决定性作用。

循环水式真空泵分两头、四头、五头等。一台仪器可以同时满足多项抽真空操作,大大节省了空间,时间。

二、隔膜真空泵的工作原理:

    隔膜真空泵是一种干式运行、真空度相对不高的真空泵。其工作原理是通过往复拉伸- 压缩隔膜,造成隔膜室容积发生变化,再结合单向阀切换气路,完成抽取真空的功能。由于橡胶隔膜本身弹性大,对气体并不能实现完全压出,故隔膜真空泵的真空度一般不高于200 Pa。而且,橡胶隔膜是隔膜真空泵的关键部件,长时间、高真空的使用要求对隔膜的材料和其相关部件的设计提出了更高的要求,也影响隔膜真空泵的使用效果及寿命。但是其具有体积小,重量轻,使用方便等优点。

三、旋片式真空泵的工作原理:

    旋片式真空泵也就是俗称的油泵,是一种油封式机械真空泵。其工作压强范围为101325~1.33×10-2(Pa),属于低真空泵。旋片式真空泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子,转子外圆与泵腔内表面相切(二者有很小的间隙),转子槽内装有带弹簧的二个旋片。旋转时,靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触,转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。由泵的连续运转,达到连续抽气的目的。旋片式真空泵需要添加真空泵油,重量较重,但是它有比较大抽气速率的优点。

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