真空泵的抽氣速率并非固定值,會受到泵自身結構、工況條件、介質特性等多方面因素的綜合影響,具體可分為以下幾類:
真空泵自身結構與類型
泵體結構設計:不同類型真空泵的抽速原理和結構差異會直接決定其抽速上限。例如羅茨真空泵依靠轉子嚙合的容積變化實現(xiàn)抽氣,其轉子的轉速、嚙合間隙、腔體容積會直接影響抽速;而分子泵則通過高速轉子葉片的動量傳遞抽氣,轉子轉速(通常數萬轉 / 分鐘)和葉片數量、角度是核心影響因素。
內部泄漏情況:泵體的密封性能、部件間隙(如活塞與缸體、轉子與腔體的間隙)會導致已抽出的氣體返流,間隙越大、密封越差,實際有效抽速越低。
前級泵匹配度:對于需要前級泵的真空泵(如擴散泵、分子泵),若前級泵的抽速不足或極限壓力不達標,主泵的排氣會受阻,進而導致主泵實際抽速大幅衰減。
入口壓力與真空環(huán)境
入口壓力區(qū)間:抽速會隨入口壓力變化呈現(xiàn)明顯的特性曲線。多數真空泵在某一壓力區(qū)間內抽速穩(wěn)定,超出該區(qū)間則會下降。例如粗真空泵在接近大氣壓時抽速較高,壓力降低到一定程度后抽速快速衰減;而高真空泵在低真空區(qū)間抽速極低,進入高真空區(qū)間后抽速才達到穩(wěn)定值。
真空系統(tǒng)流導:真空泵與被抽容器之間的管路、閥門等部件的流導(即氣體通過管路的能力)會限制實際抽速,管路越長、管徑越小、彎頭越多,流導越小,泵的有效抽速就越低,甚至會遠低于泵的標稱抽速。
被抽介質的特性
介質種類:不同氣體分子的質量、體積和運動特性不同,會影響真空泵的抽氣效率。例如分子泵對輕氣體(如氫氣)的抽速遠低于對重氣體(如氮氣)的抽速;而水環(huán)真空泵對可凝性氣體(如水蒸氣)的抽速會受泵內工作液的冷凝能力影響。
介質含濕量與雜質:若介質中含有大量水蒸氣,在泵內冷凝后會占據泵腔有效空間,降低抽速;若含有粉塵、顆粒雜質,會磨損泵體部件、堵塞通道,導致抽速逐漸下降,同時縮短泵的使用壽命。
介質腐蝕性:腐蝕性氣體會腐蝕泵體和密封件,造成部件變形或密封失效,引發(fā)氣體返流,間接降低抽速。
運行工況條件