真空泵的抽气速率并非固定值,会受到泵自身结构、工况条件、介质特性等多方面因素的综合影响,具体可分为以下几类:
真空泵自身结构与类型
泵体结构设计:不同类型真空泵的抽速原理和结构差异会直接决定其抽速上限。例如罗茨真空泵依靠转子啮合的容积变化实现抽气,其转子的转速、啮合间隙、腔体容积会直接影响抽速;而分子泵则通过高速转子叶片的动量传递抽气,转子转速(通常数万转 / 分钟)和叶片数量、角度是核心影响因素。
内部泄漏情况:泵体的密封性能、部件间隙(如活塞与缸体、转子与腔体的间隙)会导致已抽出的气体返流,间隙越大、密封越差,实际有效抽速越低。
前级泵匹配度:对于需要前级泵的真空泵(如扩散泵、分子泵),若前级泵的抽速不足或极限压力不达标,主泵的排气会受阻,进而导致主泵实际抽速大幅衰减。
入口压力与真空环境
入口压力区间:抽速会随入口压力变化呈现明显的特性曲线。多数真空泵在某一压力区间内抽速稳定,超出该区间则会下降。例如粗真空泵在接近大气压时抽速较高,压力降低到一定程度后抽速快速衰减;而高真空泵在低真空区间抽速极低,进入高真空区间后抽速才达到稳定值。
真空系统流导:真空泵与被抽容器之间的管路、阀门等部件的流导(即气体通过管路的能力)会限制实际抽速,管路越长、管径越小、弯头越多,流导越小,泵的有效抽速就越低,甚至会远低于泵的标称抽速。
被抽介质的特性
介质种类:不同气体分子的质量、体积和运动特性不同,会影响真空泵的抽气效率。例如分子泵对轻气体(如氢气)的抽速远低于对重气体(如氮气)的抽速;而水环真空泵对可凝性气体(如水蒸气)的抽速会受泵内工作液的冷凝能力影响。
介质含湿量与杂质:若介质中含有大量水蒸气,在泵内冷凝后会占据泵腔有效空间,降低抽速;若含有粉尘、颗粒杂质,会磨损泵体部件、堵塞通道,导致抽速逐渐下降,同时缩短泵的使用寿命。
介质腐蚀性:腐蚀性气体会腐蚀泵体和密封件,造成部件变形或密封失效,引发气体返流,间接降低抽速。
运行工况条件