双级旋片式真空泵的结构与工作原理

在上一篇文章中讲述了单级旋片式真空泵的结构及工作原理，从文章中可以看出单级旋片式真空泵一般极限压力只能达到1.3Pa(个别可达0.1Pa)，为什么极限压力不能再低呢？那么本文就来讲述下将两只单级泵串接起来，组成双级旋片式真空泵的结构及工作原理。

主要由于：

(1)单级旋片式真空泵的结构上存在有害空间(见图1)，该空间中的气体是无法排除的。当旋片转过排气口后，这一部分气体又被压缩，经过转子与泵腔间的缝隙又回到吸气空间，所以每次总有些气体排不尽。

1、有害空间　2、上切点A

图1：单级旋片式真空泵结构的有害空间

(2)由于在单级旋片式真空泵工作时，泵腔的吸气空间与排气空间存在着一定的压力差。当排气空间的气体被压缩得很小时，它的压力很高，会通过各种可能的途径突破到吸气空间去，使泵真空度下降。

(3)泵油在泵体内循环流动过程中会溶解进大量气体和蒸气。在吸气侧，因为压力较低，溶解的气体又会跑出来，使泵的真空度不易提高。

为了提高泵的极限真空度，除了提高泵体、转子、旋片的加工精度，尽量减少装配间隙和有害空间以外，*有效的办法是将两只单级泵串接起来，组成双级旋片式真空泵。图2为双级旋片式真空泵的工作原理图。

1.低真空级排气阀　2.高真空级排气阀　3.进气管　4.掺气阀　5.中间通道

图2：双级旋片式真空泵的工作原理

泵由两个工作室组成。前级泵是低真空级(又叫第**，低级)，后级泵是高真空级(又叫**级，**)，被抽气体经后级进入前级，由排气阀排出泵外。前、后两级稍有不同:后级的泵腔(缸)比前级大，前级和单极泵一样，随时有油进入泵腔，而后级仅在开始工作时存有少量的油，工作一段时间后，便没有油进入泵腔了。后级工作时，一部分气体从后排气阀直接排到大气中去，一部分气体经由前级泵排到大气中去;工作一段时间后，后级泵里的气体经过压缩后，压强达不到一个大气压以上，推不开后排气阀，这些气体就完全从前级排出

去。抽气时间一长，后级泵进气口的压强大大下降，泵的出口压强也很小，进出口的压强差也就小，被压缩气体返回的数量相应减少多同时，后级泵中易蒸发的油分子不断被前级泵抽走，油蒸气的分压强因而就减小了。这样可以提高泵的极限真空度.而油污染也比单级泵小。

第I室和第五室旋片的安装位置是互相垂直的。因此，保证第**排气时**级正好是抽气，使它们能同步地工作。

当泵工作一段时间后，II室吸入的气体压力较低时，虽经II室的压缩，压力也达不到一个大气压以上，排不开辅助排气阀(1)，则吸入的气体全部进入前级A室，经I室的继续压缩，由排气阀(1)排出。

泵工作一段时间后，由于高真空级进气时压力大大降低，其出口压力也很小，这样II室进出气口的压力差也较小，被压缩气体返回的数量也相应减少;同时，后级泵中易蒸发的油分子不断被前级I室抽走，油蒸气的分压减少了，因而双级泵的油污染比单级小，极限真空度将大大提高。国前的双级旋片真空泵的极限真空度可10^-2 Pa，国外有的泵可达到10^-3 Pa。