真空泵的工作原理是什么

一、气体传输泵：通过容积变化或动量传递输送气体

1. 往复式真空泵（属于容积式）

• 原理：类似往复式活塞发动机，通过泵腔内活塞的往复运动改变容积，实现吸气和排气。

• 吸气阶段：活塞向右运动，泵腔容积增大，内部气压低于被抽容器，气体通过进气阀进入泵腔。

• 压缩与排气阶段：活塞向左运动，泵腔容积缩小，气体被压缩，当压力高于外界大气压时，排气阀打开，气体被排出泵外。

• 特点：适用于低真空环境，结构简单，但抽气速率较低，振动和噪音较大。

2. 旋片式真空泵（属于容积式）

• 原理：通过转子带动旋片旋转，使泵腔与转子、旋片之间形成的封闭容积周期性变化，完成吸气、压缩和排气。

• 转子偏心安装在泵腔内，旋转时，两端的旋片（靠弹簧或离心力紧贴泵壁）将泵腔分为两个可变容积的 “气室"。

• 随着转子转动，一侧气室容积增大（吸气），另一侧容积缩小（压缩），当压缩到一定压力时，气体顶开排气阀排出。

• 特点：可获得中真空（10⁻²Pa 级别），应用广泛，如实验室、电子行业。

3. 水环真空泵（属于容积式）

• 原理：利用叶轮旋转使泵内的水形成 “水环"，通过水环与叶轮之间的容积变化抽气。

• 叶轮偏心安装在泵壳内，启动前注入一定量的水，叶轮旋转时，水在离心力作用下形成紧贴泵壳的封闭水环，水环与叶轮轮毂之间形成多个月牙形空间。

• 叶轮旋转时，月牙形空间从进气口一侧逐渐增大（吸气），到排气口一侧逐渐缩小（压缩），最终将气体排出。

• 特点：结构简单、耐粉尘和水汽，适用于化工、制药等行业，但真空度较低（通常在 10³Pa 级别）。

4. 涡轮分子泵（属于动量传递式）

• 原理：通过高速旋转的涡轮叶片对气体分子施加动量，使气体分子向排气方向运动，实现高真空。

• 泵内有多层交替排列的动叶轮（高速旋转，转速可达 10⁴-10⁵转 / 分钟）和静叶轮，动叶轮叶片与轴线成一定角度。

• 气体分子与高速旋转的动叶轮碰撞后，获得沿叶片方向的动量，逐步被 “推" 向排气口（需配合前级泵使用，排出到大气）。

• 特点：可获得高真空（10⁻⁸Pa 级别），适用于半导体、真空镀膜等高精度领域。