機械泵

機械泵，即機械真空泵，是製造真空的一種機械，它可以把一個密閉的或半密閉的空間中空氣排出或者吸收，達到局部空間的相對真空。常見的真空泵有往復式真空泵、水環泵、分子泵、旋片式真空泵、活塞式真空泵、搖擺活塞式真空泵、隔膜式真空泵、線性真空泵等種類非常多。

基本介紹

• 中文名：機械泵
• 外文名：Vacuum pump
• 分類：往復式真空泵、旋片式真空泵等

機械泵簡介

機械泵由電機和泵體兩大部分組成。普通型機械泵由電機通過皮帶帶動泵軸旋轉；直連型機械泵是電機直接與泵軸連線，無中間傳動環節。機械泵是利用氣體膨脹、壓縮、排出的原理，把氣體從容器里抽出的。之所以稱之為機械泵，是因為它是利用機械的方法，周期性地改變泵內吸氣腔的容積，使容器中的氣體不斷地通過泵的進氣口膨脹到吸氣腔中，然後通過壓縮經排氣口排出泵外。改變泵內吸氣腔容積的方式有活塞往復式、定片式和旋片式，分別稱為往復式機械泵、定片式機械泵和旋片式機械泵。由於實際套用中，旋片式機械泵使用較多，現以旋片式機械泵為例說明其工作原理。

工作原理

旋片機械泵的結構如圖所示，主要由圓柱空腔定子、偏心轉子、旋片、彈簧、頂蓋和排氣閥等零件組成。偏心轉子的頂端始終保持與泵體定子內腔接觸，當偏心轉子旋轉時，始終沿定子的內壁滑動。轉子上開有兩個滑槽，分別安裝一個旋片，中間有一個彈簧，當旋片隨轉子旋轉時，藉助彈簧張力和離心力，使兩旋片緊貼在定子內壁滑動。整個空腔放在油箱內。

圖1.結構圖

兩個旋片把轉子、定子內腔和定蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三個部分，分別叫做吸氣腔、壓縮腔和排氣腔。當轉子按圖示方向旋轉時，與進氣口相通的空間A的容積不斷地增大，A空間的壓強不斷地降低，當A空間內的壓強低於被抽容器內的壓強，根據氣體壓強平衡的原理，被抽的氣體不斷地被抽進吸氣腔A，此時壓縮腔B空間的容積正逐漸減小，氣體壓力不斷地增大，同時與排氣口相通的排氣腔C的容積進一步地減小，排氣腔C的空間壓強進一步地升高，當氣體的壓強大於排氣壓強時，被壓縮的氣體推開排氣閥，穿過油箱內的油層而排至大氣中。如圖二所示，在泵的連續運轉過程中，不斷地進行著吸氣、壓縮、排氣過程，從而達到連續抽氣的目的。 顯然轉子的轉速愈快，則泵的抽速愈大。機械泵的轉速一般在450~1400r/min之間，因為轉速太高，密封極為困難。排氣閥浸在油里，以防止大氣流人泵中。為保證吸氣腔和排氣腔之間不漏氣，除保證緊密接觸之外，還採用蒸氣壓力較低且有一定薪度的專用機械泵油，並使油通過泵體上的間隙、油孔及排氣閥進人泵腔，使泵腔內所有運動的表面被油覆蓋，形成了吸氣腔與排氣腔的密封。此外機械泵油還起著潤滑和幫助在氣體壓強較低時打開排氣閥門的作用。同時機械泵油還可充滿了一切有害空間，以消除它們對極限真空的影響。

上面討論的機械泵只有一個轉子，稱為單級旋片式真空泵，它所能達到的極限壓強為1Pa。為提高極限壓強，通常採用雙級泵結構，即將兩個單級泵串聯起來，可使極限壓強達到 Pa數量級。

特點

• 成本低廉、經濟耐用
  
• 工作範圍：大氣~低真空
  
• 極限真空： 10^-3 torr (0.1Pa)
  
• 缺點：返油、振動
  

使用與維護

• 更換機械泵油
  
• 清潔抽氣入口處濾網
  
• 維護油過濾器濾芯