爪式泵的壓縮比、實踐抽速、壓縮功的劃算(1)

爪式泵的壓縮比、實踐抽速、壓縮功的劃算(1)
(1)爪形旋子干式機械真空泵的壓縮比
因為爪式泵旋子與吸、排氣口之間的閥調節作用及兩旋子之間開啟體積Vc內氣體的二次收縮作用，使泵存在較高的壓縮比，每一級所達成的壓縮比是由最大吸氣腔體積Vs與開啟體積Vc比值的二次冪給出。
圖26：爪式泵的作業原理圖
其推導如次：當圖26內的旋子從圖(b)地位轉過圖(c)地位時，開啟體積Vc內的全體氣體(在于排氣壓力P0下)將收縮進入吸氣腔Vs。(此前Vs內氣體壓力為吸氣壓力Pi)，使Vs與Vc內的壓力臨時失調在壓力P0假設熱度一成不變，則收縮前后的氣體量可列如次方程式：
P0Vc+PiVs-(Vc+Vs)P（7·1）
式中：P-地位(c)時的暫態氣體壓力
當旋子接續從圖(c)轉到圖(d)地位，構成與圖(b)地位時同樣的開啟體積Vc，但此時Vc內的氣體壓力為P。當旋子接續轉動經過圖(a)地位回到圖(b)地位后，該體積Vc內的氣體將再次收縮成體積Vs，因而有
PVc=PiVs(7·2)
從等式(7·1)和(7·2)中消掉P，可得壓縮比為
P0／Pi-(Vs／Vc)2(7·3)
另外因為爪式泵的旋子之間以及旋子與泵體之間的間隙是兩個圓柱之面間的間隙，從加工和拆卸的觀點來看，能夠保障很小的公差，氣體的返流量可以寬大掌握，因而爪式泵在低壓力段的壓縮比要優于羅茨泵，且能夠直排大氣(見圖27的泵單級零流量壓縮比曲線)。
圖27：零流量壓縮比曲線
當爪式泵采納多級構造型式時(例：采納四級爪型旋子)，在排氣壓力為大氣壓力時，泵的出口極限壓力可達成lPa以次。

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