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羅茨真空泵的工作原理

發(fā)布時間： 2025-10-17　　點擊次數(shù)： 111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)計和應(yīng)用是針對真空環(huán)境的。

　　我們可以通過以下幾個核心要點來理解其工作原理：

　　一、核心結(jié)構(gòu)

　　羅茨泵的核心結(jié)構(gòu)相對簡單，主要包括：

　　1. 一對“8”字形轉(zhuǎn)子：兩個相同的葉形轉(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)計的共軛曲線(通常是漸開線)，確保在運轉(zhuǎn)時互不接觸。

　　2. 同步齒輪：安裝在泵體外的一對精密齒輪。它的關(guān)鍵作用是強(qiáng)制驅(qū)動兩個轉(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、工作過程(一個循環(huán)周期)

　　羅茨泵的工作原理可以看作是一個連續(xù)的“氣體搬運”過程，其本身并不對氣體進(jìn)行壓縮。具體步驟如下：

　　1. 吸氣階段：

　　轉(zhuǎn)子由電機(jī)通過同步齒輪驅(qū)動，進(jìn)行高速、反向旋轉(zhuǎn)。

　　當(dāng)其中一個轉(zhuǎn)子的前端脫離泵腔的進(jìn)氣口邊緣時，進(jìn)氣口與泵腔連通。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，它們會在進(jìn)氣口一側(cè)形成一個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轉(zhuǎn)子與泵殼之間形成的封閉空間內(nèi)(這個空間被稱為“氣穴”)。

　　此時，進(jìn)氣口和排氣口都被轉(zhuǎn)子封閉，與這個“氣穴”不相通。轉(zhuǎn)子就像一對非接觸的活塞，將氣體封閉并原封不動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，被封閉的“氣穴”開始與排氣口連通。

　　此時，由于前級泵(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較高的壓力(通常是1-100 Pa量級)，而被輸送過來的氣體壓力較低，高壓氣體會迅速“倒灌”回這個“氣穴”空間，使其壓力在瞬間與前級壓力平衡。

　　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，由前級泵抽走。

　　這個過程周而復(fù)始，實現(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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