開啟主選單

求真百科

渦輪分子泵是利用高速旋轉的動葉輪將動量傳給氣體分子,使氣體產生定向流動而抽氣的真空泵。

渦輪分子泵的優點是啟動快,能抗各種射線的照射,耐大氣衝擊,無氣體存儲和解吸效應,無油蒸氣污染或污染很少,能獲得清潔的超高真空。渦輪分子泵廣泛用於高能加速器、可控熱核反應裝置、重粒子加速器以及真空鍍膜等需要獲得高真空度製造工藝中。

中文名渦輪分子泵

外文名:turbomolecular pump

所屬類別:真空泵

原   理:利用動葉輪讓氣體產生定向流動

工 藝:高真空度製造工藝

目錄

性能特點

性能

泵的排氣壓力與進氣壓力之比稱為壓縮比。壓縮比除與泵的級數和轉速有關外,還與氣體種類有關。分子量大的氣體有高的壓縮比。對氮(或空氣)的壓縮比為108~109;對氫為102~104;對分子量大的氣體如油蒸氣則大於1010

泵的極限壓力為10-9Pa,工作壓力範圍為10-1~10-8Pa,抽氣速率為幾十到幾千升每秒(1L=10-3m3)。

渦輪分子泵必須在分子流狀態(氣體分子的平均自由程遠大於導管截面最大尺寸的流態)下工作才能顯示出它的優越性,因此要求配有工作壓力為1~10-2Pa的前級真空泵。

分子泵本身由轉速為10000~60000轉/分的中頻電動機直聯驅動。

特點

抽速大、無油、啟動快、無油污染、維護簡單

工作範圍:清潔的低真空~中、高真空,大氣~超高真空

極限真空:10-6/ 10-10torr

缺點:結構複雜、對軸承耐磨程度要求高、製造成本高 [1]

結構組成

渦輪分子泵主要由泵體、帶葉片的轉子(即動葉輪)、靜葉輪和驅動系統等組成。

工作原理

主要有立式和臥式兩種。

動葉輪外緣的線速度高達氣體分子熱運動的速度(一般為150~400米/秒)。單個葉輪的壓縮比很小,渦輪分子泵要由十多個動葉輪和靜葉輪組成。動葉輪和靜葉輪交替排列。動、靜葉輪幾何尺寸基本相同,但葉片傾斜角相反。每兩個動葉輪之間裝一個靜葉輪。靜葉輪外緣用環固定並使動、靜葉輪間保持1毫米左右的間隙,動葉輪可在靜葉輪間自由旋轉。


圖3為一個動葉片的工作示意圖。在運動葉片兩側的氣體分子呈漫散射。在葉輪左側(圖3a),當氣體分子到達A點附近時,在角度α1內反射的氣體分子回到左側;在角度β1內反射的氣體分子一部分回到左側,另一部分穿過葉片到達右側;在角度γ1內反射的氣體分子將直接穿過葉片到達右側。同理,在葉輪右側(圖3b),當氣體分子入射到B點附近時,在α2角度內反射的氣體分子將返回右側;在β2角度內反射的氣體分子一部分到達左側,另一部分返回右側;在γ2角度內反射的氣體分子穿過葉片到達左側。傾斜葉片的運動使氣體分子從左側穿過葉片到達右側,比從右側穿過葉片到達左側的幾率大得多。葉輪連續旋轉,氣體分子便不斷地由左側流向右側,從而產生抽氣作用。


參考文獻