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羅茨真空泵的工作原理
發(fā)布時(shí)間： 2025-10-17 點(diǎn)擊次數(shù)： 89次羅茨真空泵，又被稱為機(jī)械增壓泵，是一種容積式真空泵。它的工作原理與我們熟悉的羅茨鼓風(fēng)機(jī)非常相似，但其設(shè)計(jì)和應(yīng)用是針對(duì)真空環(huán)境的。
我們可以通過(guò)以下幾個(gè)核心要點(diǎn)來(lái)理解其工作原理：
一、核心結(jié)構(gòu)
羅茨泵的核心結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要包括：
1. 一對(duì)“8”字形轉(zhuǎn)子：兩個(gè)相同的葉形轉(zhuǎn)子，在泵腔內(nèi)平行安裝。它們的葉形是嚴(yán)格按數(shù)學(xué)規(guī)律設(shè)計(jì)的共軛曲線(通常是漸開(kāi)線)，確保在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)互不接觸。
2. 同步齒輪：安裝在泵體外的一對(duì)精密齒輪。它的關(guān)鍵作用是強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子保持同步、反向旋轉(zhuǎn)，并維持它們之間以及它們與泵殼之間極小的間隙。
3. 泵殼：容納轉(zhuǎn)子和形成密閉空間的腔體。
二、工作過(guò)程(一個(gè)循環(huán)周期)
羅茨泵的工作原理可以看作是一個(gè)連續(xù)的“氣體搬運(yùn)”過(guò)程，其本身并不對(duì)氣體進(jìn)行壓縮。具體步驟如下：
1. 吸氣階段：
轉(zhuǎn)子由電機(jī)通過(guò)同步齒輪驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行高速、反向旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)其中一個(gè)轉(zhuǎn)子的前端脫離泵腔的進(jìn)氣口邊緣時(shí)，進(jìn)氣口與泵腔連通。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，它們會(huì)在進(jìn)氣口一側(cè)形成一個(gè)不斷增大的容積空間，從而將氣體從進(jìn)氣口“捕獲”并帶入泵腔。
2. 隔離與輸送階段：
轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，將一定量的氣體隔離在兩個(gè)轉(zhuǎn)子與泵殼之間形成的封閉空間內(nèi)(這個(gè)空間被稱為“氣穴”)。
此時(shí)，進(jìn)氣口和排氣口都被轉(zhuǎn)子封閉，與這個(gè)“氣穴”不相通。轉(zhuǎn)子就像一對(duì)非接觸的活塞，將氣體封閉并原封不動(dòng)地向排氣口方向推送。
3. 排氣階段：
當(dāng)轉(zhuǎn)子的前端旋轉(zhuǎn)到接近排氣口邊緣時(shí)，被封閉的“氣穴”開(kāi)始與排氣口連通。
此時(shí)，由于前級(jí)泵(這是羅茨泵系統(tǒng)的組成部分)已經(jīng)在排氣口維持了一個(gè)較高的壓力(通常是1-100 Pa量級(jí))，而被輸送過(guò)來(lái)的氣體壓力較低，高壓氣體會(huì)迅速“倒灌”回這個(gè)“氣穴”空間，使其壓力在瞬間與前級(jí)壓力平衡。
轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，最終將這部分已經(jīng)升壓的氣體全部推擠到排氣口，由前級(jí)泵抽走。
這個(gè)過(guò)程周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)了氣體從低壓側(cè)(入口)向高壓側(cè)(出口)的連續(xù)輸送。
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