多级罗茨泵和湿式罗茨泵的噪声机理与消声原理是什么？

多级罗茨泵是气冷式罗茨泵的多级组合,可以直排大气,但因每级压差相对较小,不需再用气体去冷却转子;湿式罗茨泵也属直排大气的泵,它的特点是在泵腔内注入少量水,一方面起冷却作用,更重要的是起水封作用,提高了泵的容积效率,因此被称为湿式罗茨泵。多级罗茨泵在半导体、电子工业为代表的制造工艺中,迫切要求无污染的真空度较高的清洁真空,气冷式罗茨泵正好满足这个要求。但单级气冷式罗茨泵真空度太低,必须多级串联组成多级罗茨泵。多级罗茨泵的噪声机理与气冷式罗茨泵相似,但由于级数较多,一般为五级。每一级承受的压差就小一些,发热量也就少多了,再说多级罗茨泵抽速都不大,所以没有必要再设置返冷气装置,因此多级罗茨泵只是使用了气冷式罗茨泵的转子型线。多级罗茨泵的工作特点也是极限压力下噪声最大,虽然一般多级罗茨泵的抽速都不大,但由于“声波堆集”作用,泵的噪声仍然较大,例如30l/s的多级罗茨泵噪声达108db(a),而且在所有频率范围内都有较高的峰值。我们采用了缝隙式复合消声器,使噪声降低到65db(a),具体消声前后噪声频谱图见图6。图630l/s多级罗茨泵噪声频谱图湿式罗茨泵的噪声机理与消声原理湿式罗茨泵也属直排大气罗茨泵,它的噪声机理也与气冷式罗茨泵相似,但因为在泵入口掺入少量水,故有一部分声能被水吸收,因为有“声波堆集”作用,故噪声仍然很大。为了提高抽速和真空度,可以将两台湿式罗茨泵串联,不但可以降低功率消耗,噪声也会有所降低。它工作特点也是在极限压力下噪声最大,并以中、低频为主。由于湿式罗茨泵排出的气体中含有少量的水,所以一般消声器都无法使用。根据这种特殊情况,我们设计了消声型气水分离器,如图7所示。图7消声型气水分离器它的消声原理是:气体(带少量水)从圆周方向进入消声型气水分离器后带动分离器底部的水一起旋转,在旋转中水与气发生剧烈碰撞,进行能量交换和气、水分离,一部分声能转化为热能由水带走,在继续旋转向上并与挡板撞击过程中声能进一步损失并转化为热能,气水也进一步分离,从而达到了消声和气、水分离的目的。这里很重要的是分离器底部的水量,过少起不了消声作用,过多会影响气、水分离效果,因此在分离器下部设有较大的观察窗。