爪形轉(zhuǎn)子干式機械真空泵工作原理
爪形轉(zhuǎn)子干式機械真空泵 ( 以下簡稱爪式泵 ) 在泵殼內(nèi)具有兩個共軛嚙合的爪形轉(zhuǎn)子。與羅茨真空泵類似，轉(zhuǎn)子由一對同步高精度齒輪來帶動旋轉(zhuǎn)并固定相位。轉(zhuǎn)子型線由六段擺線和圓弧組成，轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與泵殼之間并不接觸，留有微小的間隙。氣體的進(jìn)氣口和排氣口均設(shè)在泵殼的端面上，分別由兩個轉(zhuǎn)子端面周期性的定時開閉，具有閥的調(diào)節(jié)作用。
圖26：爪式泵的工作原理圖
從爪式泵的工作原理看，它屬于旋轉(zhuǎn)式容積真空泵。圖 26 表示爪式泵的抽氣工作過程。由圖可見，泵腔被爪型轉(zhuǎn)子分隔成吸氣腔和排氣腔兩部分。
圖 26(a) 是泵在吸氣和排氣的過程，泵吸氣腔隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，容積逐漸增大，吸入氣體;而排氣腔容積則逐漸減小，對氣體進(jìn)行壓縮，從而排出氣體。
圖 26(b) 是泵轉(zhuǎn)子剛好位于吸氣和排氣終止位置，吸氣口和排氣口被轉(zhuǎn)子的側(cè)壁封住。此時吸氣腔的容積最大為 Vs ，在兩個轉(zhuǎn)子之間還封存了部分未被排出的處于排氣壓力狀態(tài)的氣體，其容積為 Vc ，這部分氣體經(jīng)過兩次膨脹后將被帶回到吸氣腔中。
圖 26(c) 是轉(zhuǎn)子正好處于換向的瞬間，轉(zhuǎn)子從該位置再轉(zhuǎn)過一微小角度，則轉(zhuǎn)子間封存的部分氣體將膨脹到環(huán)形空間去，這便是轉(zhuǎn)子封存攜帶的氣體的第一次膨脹過程。通過這次膨脹，轉(zhuǎn)子間封存氣體的壓力降低，而環(huán)形空間內(nèi)的壓力則由于封存攜帶氣體的進(jìn)入而升高，從而增加泵的壓縮比和節(jié)省泵的壓縮功率。
圖 26(d) 是轉(zhuǎn)子將要進(jìn)行下一次吸氣時的位置。這時轉(zhuǎn)子間封閉被帶回去的剩余氣體將和吸氣口相通，這部分氣體經(jīng)過第一次膨脹后，壓力已經(jīng)降低了。隨著轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，吸氣腔容積的增大，這部分氣體將進(jìn)行第二次膨脹。轉(zhuǎn)子從圖 (d) 位置繼續(xù)轉(zhuǎn)動，吸氣腔容積逐漸增大，進(jìn)行吸氣。排氣腔容積逐漸減小，由于排氣口尚未打開，因此氣體被壓縮，壓縮量隨排氣口上限位置的變化而變化，這種壓縮過程是羅茨真空泵所不具備的，所以爪式泵的壓縮比要遠(yuǎn)高于羅茨真空泵。當(dāng)排氣口與排氣腔中的壓縮氣體接通時，被壓縮氣體或排到級間通道從而進(jìn)入到下一級，或沖開排氣閥，排到大氣中去。隨著泵轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，以上吸氣和排氣過程循環(huán)進(jìn)行，實現(xiàn)了泵的連續(xù)抽氣目的。泵轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，吸氣和排氣各進(jìn)行一次。
通過以上分析可知，爪式真空泵同時具有羅茨真空泵和旋片真空泵的優(yōu)點。
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