實(shí)驗(yàn)室單級(jí)和兩級(jí)真空泵的區(qū)別介紹
在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室中,,真空泵如同隱形的基石,,各種實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備均需要搭配其一同使用,,依靠真空泵產(chǎn)生的低壓環(huán)境或者負(fù)壓吸引力,,來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。在這些應(yīng)用中,,真空環(huán)境的純度與穩(wěn)定性直接決定了實(shí)驗(yàn)的成敗,。真空度的高低由許多因素所影響,,其中比較重要的一點(diǎn)是真空泵腔體的級(jí)數(shù)結(jié)構(gòu),,最為常見(jiàn)的是單極和兩級(jí)腔體構(gòu)造,級(jí)數(shù)直接影響真空泵的極限真空度,、壓縮效率以及適用場(chǎng)景,。
單級(jí)真空泵(Single-stage Pump),是指僅通過(guò)一次壓縮階段產(chǎn)生真空,,即真空泵只有一個(gè)抽氣腔體,,由單組機(jī)械部件(根據(jù)原理不同,可以使旋片,、活塞或隔膜等)完成氣體壓縮和排出,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。而相對(duì)的,,兩級(jí)真空泵(Two-stage Pump),,則是通過(guò)兩次連續(xù)壓縮階段提高真空度,通常在一臺(tái)真空泵內(nèi),,串聯(lián)兩個(gè)壓縮腔體(如雙旋片結(jié)構(gòu)),,相較于單級(jí)泵,兩級(jí)泵更復(fù)雜造價(jià)也更高,,但是能更多地排出氣體,,兩次壓縮減少殘留,從而達(dá)到中高真空的需求,。
例如圣斯特Sciencetool的R300和R410兩款無(wú)油真空泵,,他們?cè)诤芏嗖糠稚暇哂邢嗨菩裕缡褂昧讼嗤叽绲某闅飧?、活塞,、進(jìn)出氣閥片、散熱風(fēng)機(jī)等,,但是在氣缸級(jí)數(shù)上,,R300是單級(jí),而R410則是兩組氣缸串聯(lián)的兩級(jí)泵,。正式由于氣缸級(jí)數(shù)的差異,,R300真空度為685mmHg=0.09Mpa,而R410則可以高達(dá)740mmHg=0.098Mpa,。相對(duì)的R300由于構(gòu)造更簡(jiǎn)單,,所以在售價(jià)上,僅為R410的三分之二左右,。
在了解了兩級(jí)真空泵相較于單級(jí)泵的區(qū)別后,,我們?cè)賮?lái)進(jìn)一步討論兩者在應(yīng)用上的差異。
各類實(shí)驗(yàn)室中,,真空泵的需求非常多,,單級(jí)泵如R300的0.09Mpa真空度已經(jīng)能夠滿足絕大部分常見(jiàn)應(yīng)用的真空度需要,如:真空抽濾,,通過(guò)過(guò)濾裝置產(chǎn)生的壓力差來(lái)加速分離固體與液體,;簡(jiǎn)單的真空干燥,去除樣品中溶劑,;脫氣,,為低精度實(shí)驗(yàn)移除氣泡;真空吸液,,試驗(yàn)后的殘液上清液的抽取和吸引;等離子清洗機(jī),為低壓等離子體生成提供基礎(chǔ)真空環(huán)境,,用于半導(dǎo)體芯片表面清潔,;真空注型機(jī),在快速成型領(lǐng)域,,單級(jí)泵輔助硅膠模具注型,,減少樹(shù)脂固化時(shí)的氣泡缺陷;氣凝膠制備,,干燥前,,用于初步抽出凝膠孔隙中的溶劑,防止結(jié)構(gòu)坍塌,;MOF材料活化:金屬有機(jī)框架材料合成后,,輔助移除孔道內(nèi)殘留的模板劑分子。
兩級(jí)泵的核心應(yīng)用則主要有:高真空設(shè)備支持,,如為質(zhì)譜儀(MS),、掃描電鏡(SEM)提供前級(jí)真空;精密實(shí)驗(yàn)環(huán)境,,在分子束外延(MBE)中維持超高真空腔體,;敏感材料處理,防止氧化(如半導(dǎo)體材料封裝),;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,,需要高真空度來(lái)抽除大量溶劑蒸氣),滿足 10mabr以下的真空需求,,尤其適合有機(jī)合成中溶劑的溫和脫除,;離心濃縮儀,搭配單級(jí)泵用于生物樣本(如蛋白質(zhì)溶液)的低溫濃縮,,避免樣品高溫變性,。
用戶在具體選購(gòu)時(shí),預(yù)算有限,、僅需粗真空的應(yīng)用可以選擇性價(jià)比高的單級(jí)泵,。涉及到高真空應(yīng)用,如40mabr以下的真空需求,,則需要選兩級(jí)泵,。
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