分子增压泵
分子泵的真空度
分子泵的真空度分子泵是真空技术中常用的一种高效减压设备,因其具有较高的抽气速度,能够实现较高的真空度,因此广泛应用于航空航天、电子工业、光学仪器等领域。
在进行分子泵的操作时,真空度是非常重要的参考参数,本文将围绕“分子泵的真空度”展开阐述。
一、分子泵的工作原理分子泵的工作原理主要是利用离子泵原理,即利用电离技术将分子分解为离子,然后利用电场引力作用将离子吸入分子泵间隙中,并在内部的抽气腔中不断碰撞与回弹,直到分解成较小的气体分子为止。
因此,分子泵的抽气速度与分子碰撞的频率是成正比的。
二、影响分子泵真空度的因素1. 装置本身: 如果设计不当、加工过程实际上每个部件的失效,那么一样会影响分子泵的真空度;2. 待抽气体质量:待抽气体质量越大,对分子泵的抽气阻力越大,真空度也越低;3. 抽气时间: 抽气时间越短,分子泵抽取空气的速度就更慢,因此真空度也会降低;4. 泵的运行状况:如泵内真空润滑油不足或污染导致泵的抽气速度下降,真空度也会降低;三、提高分子泵真空度的方法1. 选择适合的泵型和规格:根据需要选择适合的泵型和规格,避免浪费,选择适当的抽气速度;2. 减少污染源:在进行分子泵抽气过程中,应该减少污染源的进入,防止杂质粉尘破坏油品、影响过滤和加热系统的正常运行;3. 定期维护:对于分子泵设备,在使用一段时间后,应及时清洗并更换新的真空泵油。
为了保持分子泵的完整性和正常运行,应每天检查管道、阀门、压力表、取样瓶等设备的漏气情况。
四、结论分子泵的真空度是衡量分子泵抽气效果的重要参考参数。
只有降低待抽气体质量,保持设备良好的运行状态,同时还要选择适合的泵型和规格,才能保证得到较高的真空度。
在日常检查中,定期检查管道,清洗油品,测量漏气情况等,都是保证分子泵稳定运行,提高真空度的重要措施。
分子泵 真空泵
分子泵真空泵分子泵和真空泵是现代科学研究和工业生产中常用的真空设备。
本文将分别介绍分子泵和真空泵的原理、结构和应用。
一、分子泵分子泵是一种利用分子撞击和吸附原理将气体排出的高真空泵。
其主要由转子、静子和泵体组成。
1. 原理分子泵的工作原理是通过转子的高速旋转,将气体分子从入口端吸入泵体,然后在转子和静子之间的空间中发生多次碰撞。
由于气体分子之间的碰撞力很小,碰撞后会改变运动方向,最终被挤向泵体的出口端,从而实现气体的排除。
2. 结构分子泵的转子通常由许多叶片组成,叶片之间呈螺旋状排列。
在高速旋转的同时,转子上的叶片会与静子之间的壁面形成一个狭窄的通道,气体分子只能通过这个通道进入泵体。
静子通常是一个环形的结构,其内部有许多小孔,用于吸附气体分子。
3. 应用分子泵广泛应用于半导体制造、真空冷冻、航天科研等领域。
由于其高真空度和高抽气速度,能够有效排除气体中的杂质,保证真空环境的洁净度。
二、真空泵真空泵是一种将气体抽出封闭容器的设备,常用于实验室、化工、制药等领域。
根据工作原理的不同,真空泵可分为机械泵、扩散泵、栅极离子泵等多种类型。
1. 机械泵机械泵是一种利用机械运动将气体排出的真空泵。
其结构简单,由主泵和辅助泵组成。
主泵通常是离心泵或旋片泵,通过转子的旋转将气体抽出。
辅助泵主要用于增加真空泵的抽气速度。
2. 扩散泵扩散泵是一种利用气体分子的扩散运动将气体排出的真空泵。
其结构复杂,由扩散器、冷凝器和泵体组成。
扩散器通常是一个环形的结构,内部有许多小通道,气体分子通过这些通道扩散到冷凝器中被冷凝。
3. 栅极离子泵栅极离子泵是一种利用离子撞击气体分子将气体排出的真空泵。
其结构由栅极、阳极和泵体组成。
离子通过栅极加速后与气体分子碰撞,将其排出。
栅极离子泵具有高真空度和高抽气速度的特点。
真空泵的应用非常广泛,既可用于实验室的真空抽取,又可用于工业生产中的真空处理。
在高真空环境下,真空泵能够有效地排除气体,保证实验和生产的顺利进行。
分子增压泵和涡轮分子泵工作机理简介
分子增压泵和涡轮分子泵工作机理简介龚建华储继国一、涡轮分子泵和分子增压泵的相同点与不同点1.共同点:涡轮分子泵和分子增压泵都是高真空泵,极限真空10-5Pa(10-7Pa);都工作在很高的转速(数万转/分钟);都有很高的压缩比(N2:108),所以都可以获得清洁真空。
2.不同点目前国内生产的以及绝大部分国外生产的涡轮分子泵都是立式泵,而分子增压泵是卧式泵,卧式泵对共振的控制比立式泵难度大;分子增压泵的工作压力和排气流量均比涡轮分子泵高出很多,可以达到数百帕;涡轮分子泵的转子是由涡轮叶片构成,而分子增压泵的转子是由平圆盘构成;涡轮分子泵工作在分子流状态,而分子增压泵可以工作在分子流和过渡流状态。
二、涡轮分子泵和分子增压泵的工作原理如要用通俗些的话语来说明两种泵的工作原理,可用家乐福超市的传送带式的电梯比作分子增压泵的拖动原理;而用“陷阱”(比较牵强)来形容涡轮分子泵的传输几率原理。
1.涡轮分子泵的工作原理此处的所谓“陷阱”比喻的是一种结构,使得气体分子沿某方向容易通过,而反方向难以通过。
先看生活中的一个例子,图1是捕捉黄鳝的竹篓,这种结构使得黄鳝很容易从入口进入底部觅食,而极难从反方向逃逸,这便是一种陷阱。
再看图2,这是一个假想的隘口,由于设计成这样的构造,显然,人从两个方向通过的难易程度是不一样的,如果人平均出现在入口的任一位置,那么从左向右,比从右向左容易通过,比例大约是5:1,这也是一种陷阱。
对于图2的模型,可以引入一个物理量——传输几率,它可以这样来理解,以均等机会(概率相等)出现在入口任一位置的人通过隘口的可能性(概率)。
显然对于图2,从左向右的传输几率为1,即都能通过,而从右向左的传输几率约1/5,即平均5人有1人可以通过。
因此,如果起始时,隘口两边的人数相等,随后,便慢慢地在右边逐渐增多。
传输几率在气体分子的运动中是一个非常重要的概念,比如气体分子通过一个长圆形管道,其难易程度可用该管道的传输几率来表征。
涡轮分子泵的工作原理
涡轮分子泵的工作原理涡轮分子泵是一种高真空泵,常用于半导体、光学和表面科学等领域。
它的工作原理基于气体分子在旋转的装置中不断碰撞与反弹,最终达到抽取气体的目的。
本文将详细介绍涡轮分子泵的工作原理。
第一部分:涡轮分子泵的概述涡轮分子泵是一种高真空泵,它通过分子动量转移的方式,将气体从低压区吸入高压区,从而进一步降低气体压力。
涡轮分子泵通常采用刚性转子和固定或旋转的静止子来产生气体动量转移。
在压力低于10^-3 Pa的高真空环境下,涡轮分子泵是目前最有效的气体抽取装置之一。
涡轮分子泵通常由转子、静止子、进气口、排气口和电机组成。
转子是最主要的运动部件,它由多个刚性叶片组成,垂直于轴线方向。
静止子是固定在泵体内的螺旋形凸边,在转子旋转时,静止子与转子之间形成一系列的分子捕集区域。
进气口位于泵体的底部,而排气口则位于泵体的顶部。
涡轮分子泵的工作过程可以分为三个阶段:压缩、扩张和抽取。
在压缩阶段,气体由进气口进入涡轮分子泵,并在转子和静止子之间形成一个螺旋形通道。
转子旋转,气体被向轴向输送,并在分子逐渐被压缩的过程中逐渐升高气体压力。
随着气体压力的增加,气体分子被挤向分子捕集区域。
在扩张阶段,转子进入一个新的截面,形成一个不断增大的空间。
在这个空间中,气体分子由于受到物理限制,无法沿轴向继续运动,而会发生逐渐扩张的现象。
当转子继续旋转时,气体分子被吸入静止子与转子之间的细缝中,发生了分子动量转移。
这种转移过程使气体分子沿着轴向方向上升,从而减小气体压力。
第四部分:总结涡轮分子泵的优点涡轮分子泵的优点主要在于其高真空环境下的优异性能。
它具有快速抽空、高抽取速度、稳定可靠、低维护成本等特点。
涡轮分子泵还能够承受较高的气体压力,具有高度的耐久性和可靠性。
将涡轮分子泵与其他常见的高真空泵进行比较,可以发现,涡轮分子泵相对于离心泵和摩擦泵等传统泵型来说,具有更高的抽取速度和较低的噪音水平,所以在实际应用中也更加普及。
分子泵工作原理
分子泵工作原理
分子泵是一种高真空泵,主要用于将大气压下的气体抽成高真空状态。
它的工作原理主要基于分子的速度分布和碰撞。
在分子泵内部,有一个旋转的转子和一个静止的扩散器。
转子上有一系列的叶片,叶片间的间隙非常小,仅有几毫米。
当转子旋转时,它会将气体分子从进气端带到排气端。
分子泵的工作过程可以分为四个步骤:
1.吸附:当气体分子进入分子泵时,它们首先会被吸附在转子和扩散器的表面上。
这是由于扩散器和转子表面的物理和化学性质,能够吸附气体分子。
2.扩散:吸附在表面上的气体分子会在转子旋转的作用下,沿着螺旋形的叶片间隙扩散移动。
这个过程使得气体分子在分子泵内部被逐渐稀释。
3.加速:在转子旋转的同时,由于叶片间隙非常小,气体分子之间会发生不断的碰撞。
这些碰撞使得气体分子的速度逐渐增加,增加后的速度使得气体分子能够克服分子泵的分子束振动力。
4.抽出:当气体分子的速度增加到足够高时,它们能够克服静态和动态转子的束振动力。
这些气体分子将以高速从转子的出口被抽出,从而形成高真空。
总的来说,分子泵通过利用旋转转子将气体分子吸附、扩散、加速和抽出的过程,实现将气体抽成高真空状态。
这种工作原理使得分子泵能够达到非常高的真空度,并被广泛应用于科学研究和工业生产中。
分子泵的原理
分子泵的原理
分子泵是一种高真空抽取设备,其原理是利用高速旋转的叶轮
将气体分子从抽气室中抽出,从而达到高真空状态。
分子泵的工作
原理可以分为两个方面,分子碰撞和分子扩散。
首先,我们来看分子碰撞。
当分子泵启动时,叶轮高速旋转,
气体分子被叶轮碰撞吸附,然后被抛出。
这个过程中,气体分子会
与叶轮表面发生多次碰撞,从而使得气体分子的动能逐渐减小,最
终被抛出抽气室。
这样,通过分子碰撞,分子泵可以将气体分子从
抽气室中抽出,从而实现真空度的提高。
其次,我们来看分子扩散。
分子泵内部的叶轮表面通常涂有吸
附剂,这些吸附剂可以吸附气体分子。
当气体分子被吸附在叶轮表
面时,叶轮高速旋转会使得这些被吸附的气体分子再次被抛出。
这样,通过分子扩散,分子泵可以将被吸附的气体分子再次抛出抽气室,从而进一步提高真空度。
综上所述,分子泵的原理主要包括分子碰撞和分子扩散两个方面。
通过高速旋转的叶轮,分子泵可以将气体分子从抽气室中抽出,从而实现高真空状态。
在实际应用中,分子泵通常与其他真空抽取
设备结合使用,以达到更高的真空度要求。
分子泵的原理虽然看似简单,但其中涉及了许多复杂的物理过程和工程技术。
分子泵的设计和制造需要考虑叶轮的材料、结构和表面处理,以及真空密封、抽气速度等方面的技术指标。
因此,分子泵的原理研究和技术改进仍然是一个具有挑战性的课题,也是真空技术领域的重要研究方向之一。
随着科学技术的不断发展,相信分子泵的原理和技术将会得到进一步的完善和提升,为各种领域的真空应用提供更加可靠和高效的支持。
分子泵自动停机的原因
分子泵自动停机的原因1. 引言1.1 分子泵的作用分子泵是一种主要用于真空技术领域的设备,其作用是通过运行机械或分子运动来实现真空抽取和排气。
分子泵可以将气体从一个相对较高的压力抽取到一个更低的压力,使得系统内气体的压力达到所需的真空度。
这对于许多科学实验、制造过程和其他应用来说都非常重要。
通过分子泵,可以实现对真空系统的精确控制,以保证实验或生产过程中所需的环境压力。
在科学研究中,例如在材料科学、化学、物理等领域,通常需要在低压力环境下进行实验以减少气体干扰或实现特定反应条件。
而在半导体制造或光学设备制造等领域,分子泵则能够保证设备内部的洁净度和稳定性,确保产品质量和性能。
分子泵在不同领域中都发挥着重要的作用,为各种实验、制造过程提供了必要的真空环境。
保证分子泵正常运行,确保其自动停机的原因及时排查并解决,对于保障实验和生产的顺利进行至关重要。
1.2 分子泵自动停机的重要性分子泵的作用是通过抽真空的方式将容器内的气体抽出,从而创造出一个低压的环境,适用于各种实验和生产工艺中。
而分子泵自动停机的重要性不容忽视,它直接关系到设备的稳定运行和工作效率。
分子泵是实验室和生产线上必不可少的设备之一,一旦分子泵出现问题导致停机,将会导致整个实验或生产过程中断,影响工作进度。
分子泵运行过程中如果出现问题不及时停机,可能会造成设备损坏,导致更严重的后果。
分子泵自动停机也是保护设备和操作人员的一种重要手段,及时发现问题并停机可以避免可能的安全事故发生。
为了确保分子泵的正常运行和设备的安全可靠性,及时排查分子泵自动停机的原因并解决问题是十分重要的。
只有这样,我们才能保证分子泵能够稳定运行,为实验和生产提供持续稳定的支持。
2. 正文2.1 供电故障导致停机供电故障是导致分子泵自动停机的常见原因之一。
当分子泵所连接的电源供电故障时,泵无法正常运转,导致停机。
供电故障可能是由于电源线路故障、电源变压器故障、电源开关故障等原因造成的。
普发磁悬浮分子泵参数
普发磁悬浮分子泵参数磁悬浮分子泵是一种先进的真空泵,具有高效、稳定、无污染等优点,被广泛应用于半导体、光伏、航空航天等领域。
本文将对普发磁悬浮分子泵的参数进行介绍,以帮助读者更好地了解该设备。
1. 泵速:普发磁悬浮分子泵的泵速指的是泵在单位时间内排出气体的能力,通常以升/秒或升/分钟为单位。
泵速越大,泵的排气能力越强,适用于需要更高真空度的应用。
2. 极限压力:普发磁悬浮分子泵的极限压力是指泵能够达到的最低真空度。
极限压力越低,泵能够排除更多的气体,达到更高的真空度。
3. 泵头类型:普发磁悬浮分子泵有不同的泵头类型,包括单级和多级泵头。
单级泵头适用于一般真空应用,而多级泵头适用于需要更高真空度的特殊应用。
4. 进气口直径:普发磁悬浮分子泵的进气口直径决定了泵能够处理的气体流量。
较大的进气口直径适用于需要处理大量气体的应用。
5. 电机功率:普发磁悬浮分子泵的电机功率是指泵运行时所需的电力。
电机功率越大,泵的运行效率越高。
6. 噪音水平:普发磁悬浮分子泵的噪音水平是指泵在运行时产生的噪音大小。
噪音水平越低,泵的运行更加安静,适用于对噪音敏感的应用场景。
7. 控制方式:普发磁悬浮分子泵有多种控制方式,包括手动控制和自动控制。
手动控制方式适用于需要人工干预的应用,而自动控制方式适用于需要连续运行的应用。
8. 外形尺寸:普发磁悬浮分子泵的外形尺寸决定了泵的安装和布置方式。
不同尺寸的泵适用于不同的安装空间。
9. 重量:普发磁悬浮分子泵的重量直接影响了泵的搬运和安装。
较轻的泵更易于搬运和安装。
普发磁悬浮分子泵的参数对于选择适合的泵具有重要意义。
通过了解泵的泵速、极限压力、泵头类型、进气口直径、电机功率、噪音水平、控制方式、外形尺寸和重量等参数,读者可以根据应用需求选择合适的普发磁悬浮分子泵,以达到最佳真空效果。
增压泵工作原理
增压泵工作原理增压泵是一种常用的机械设备,用于增加流体的压力,从而实现流体的输送和供应。
它在各个行业中广泛应用,如石油、化工、冶金、能源等领域。
本文将详细介绍增压泵的工作原理及其组成部份。
一、工作原理增压泵的工作原理基于能量守恒定律和连续流体力学原理。
当增压泵启动时,通过旋转机械设备(如机电),使泵体内的叶轮旋转。
叶轮的旋转产生离心力,将流体吸入泵体内。
随着叶轮的旋转,流体被推到泵体的出口处,形成高压流体。
这样,增压泵就能够将低压流体转化为高压流体,实现流体的输送和供应。
二、组成部份1. 泵体:增压泵的泵体是一个密封的容器,用于容纳流体和叶轮。
通常采用高强度的金属材料制成,以承受高压和高温。
泵体内部的流道设计合理,以确保流体的顺畅流动。
2. 叶轮:叶轮是增压泵的核心部件,也是流体能量转换的关键。
叶轮通常由多个叶片组成,叶片的形状和角度会影响流体的流动方式和增压效果。
叶轮的旋转由驱动装置(如机电)提供动力,使流体产生离心力。
3. 压力控制装置:增压泵通常配备压力控制装置,用于监测和调节流体的压力。
当流体压力达到设定值时,压力控制装置会自动住手泵的工作,以防止压力过高。
当流体压力降低时,压力控制装置会重新启动泵,保持稳定的流体供应。
4. 进出口阀门:增压泵的进出口阀门用于控制流体的进出。
进口阀门用于吸入低压流体,而出口阀门用于排出高压流体。
这些阀门通常由可调节的装置控制,以便根据需要调整流体的流量和压力。
5. 密封装置:增压泵的密封装置用于防止流体泄漏。
泵体和旋转部件之间的接口通常采用密封环、密封垫等密封材料,以确保泵的正常运行和流体的密封性。
三、工作过程增压泵的工作过程可以分为吸入和排出两个阶段。
1. 吸入阶段:当增压泵启动时,叶轮开始旋转。
叶轮的旋转产生离心力,使流体从泵体的进口处进入泵体。
进口阀门打开,允许低压流体进入泵体。
2. 排出阶段:随着叶轮的旋转,流体被推到泵体的出口处。
出口阀门打开,高压流体通过出口阀门排出。
分子泵简介
分子泵分类
按转子结构特征:涡轮分子泵 牵引分子泵 复合分子泵 按轴承特性区分:磁悬浮轴承分子泵 机械轴承分子泵
涡轮分子泵概述
•
• • • 涡轮分子泵是靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气, 获得超高真空的一种机械真空泵。 工作压力范围为1Pa~10-8Pa 。 先进的泵可以获得10-9Pa的极限压力。 泵的转速为10000r/min~50000r/min,这种泵的抽速范围很宽,在九个数 量级间具有恒定的抽速。 • 分子泵主要用作超高真空泵和高真空泵,但它不能直接对大气排气, 需要配前级真空泵。 • 分子泵对较轻气体抽速很大,对氢的抽速比对空气的抽速大20%。
容易卡住,所以牵引分子泵应用较子泵是涡轮分子泵与牵引分子泵的串联组合,集两种泵的优点于一
体,在很宽的压强范围内 (10-6~1Pa) 具有较大的抽速和较高的压缩比,大大 提高了出口压强。
复合式分子泵的形式很多,按结构分,主要有两种: • •
涡轮叶片与筒式牵引泵的串联组合 涡轮叶片与盘式牵引泵的串联组合
• 多级叶列组合时,在泵的吸入口附近应选择抽速大的叶片形状,压缩比可相 对小一些;经过几级叶列压缩后,压强增大,抽速下降,这时应选择压缩比
高抽速低的叶片形状——整个涡轮分子泵的就能获得抽速高、压缩比大、级
数少的结构。 • 叶片的速度比C1值越高,叶列的抽气性能越好,但是由于叶列受强度与气体
摩擦生热的限制,C1不能选的过高,一般选C1≤1.0
涡轮级主要用来提高泵的抽速,一般采用有利于提高抽速的叶片形状,级数
在10级以内。牵引级主要用来增加泵的压缩比,提高泵的出口压强
在复合分子泵的设计中,必须处理好涡轮级与牵引级之间的应配和衔接关系。
涡轮叶片与筒式牵引泵的组合
分子泵 前级压力
分子泵前级压力1. 什么是分子泵分子泵是一种高真空泵,主要用于在极低压力下排除气体分子。
它通过高速旋转的转子和静态定子之间的碰撞,将气体分子排除到真空室外,从而实现真空度的提高。
2. 分子泵的工作原理分子泵的工作原理基于分子的运动规律和动量转移。
其主要包括以下几个步骤:1.气体进入分子泵:气体从前级泵或真空室进入分子泵的进气口。
2.散热器冷却:进入分子泵后,气体通过散热器冷却,使气体中的水蒸气冷凝成液体。
3.断面增大:气体进入分子泵后,由于泵内的几何形状,气体分子的运动速度和方向被改变,从而使气体分子在泵内的碰撞次数增加。
4.转子旋转:分子泵内有一个高速旋转的转子,转子上有许多碰撞板。
当气体分子与碰撞板碰撞时,它们的速度和方向会发生变化。
5.分子碰撞:气体分子在高速转子的作用下,与碰撞板不断碰撞,使气体分子的运动速度和方向随机化。
6.气体排出:由于气体分子的运动速度随机化,一部分气体分子获得了向外运动的速度,从而被排出到真空室外。
3. 分子泵前级压力的重要性分子泵前级压力是指分子泵进气口处的压力。
它对分子泵的性能和工作效果有着重要影响,具体体现在以下几个方面:1.真空度:分子泵前级压力直接影响真空度的提高。
前级压力越低,分子泵排除气体分子的能力越强,真空度越高。
2.泵速:分子泵的泵速是指单位时间内排出的气体分子数量。
前级压力越低,泵速越大,分子泵的排气能力越强。
3.凝结物:分子泵前级压力的控制还可以防止气体分子在分子泵内凝结。
当前级压力过高时,气体分子容易在冷却器或泵内壁上凝结,影响分子泵的正常工作。
因此,对于分子泵的正常运行和提高真空度,合理控制和调节分子泵前级压力至关重要。
4. 分子泵前级压力的调节方法为了保持分子泵的最佳工作状态和提高真空度,需要合理控制和调节分子泵前级压力。
以下是几种常用的调节方法:1.减小进气量:可以通过减小分子泵的进气量来降低前级压力。
可以通过调节前级泵的转速或阀门的开度来实现。
何谓分子泵、离子泵?
何谓分子泵、离子泵?应该都是真空泵。
激光陀螺是迄今为止在惯性技术领域唯一真正获得了卓有成效的实际应用的非机电式中高精度惯性敏感仪表。
它具有稳定性好、精度高、动态范围宽、寿命长等诸多优点。
而超高真空的获取是激光陀螺制造过程中至关重要的环节。
在激光陀螺的密封、抽真空、检漏、等离子清洗等过程中,都涉及到超高真空的获取技术。
本文将对激光陀螺生产过程中超高真空的获取技术进行探讨。
1 真空系统的构成激光陀螺在生产中要求其真空系统具有较高的真空度,并且要求真空系统密封效果好、密封性可靠、可充入惰性气体和启动快速。
要实现这一目标,不同的厂家根据自己的能力和用户的要求设计出了不同的真空系统。
但总的来说,采用的设备大同小异,图 1 为生产激光陀螺所用的真空系统的典型结构。
图1中分子泵(次级泵)是这个真空系统的主要抽气工具,但由于它不能单独从大气环境开始工作,因而在它前面要串联一个能从大气开始工作而能达到的真空度往往不高的机械泵(前级泵),并在分子泵和机械泵之间串联一个油扩散泵(增压泵)。
同时,为了在较短的时间内达到超高的真空度,本真空系统还使用了钛升华泵作为辅助抽气的无油泵。
当然,也有一些系统由于采用了性能较好的分子泵,省略了油扩散泵,而最后一级也可以加入离子泵或锆泵来提高真空系统的性能。
2 主要设备2.1 真空泵2.1.1 前级泵早期的激光陀螺超高真空台一般采用油封旋片机械泵作为前级泵。
机械泵价格便宜,适合在粗真空和中真空中使用,因而被广泛采用。
但它也有明显的缺点:首先,油封机械泵不是无油真空泵,虽然在次级加入冷阱和分子泵可基本消除油污染,但对于超高真空系统来说,仍然存在一定的污染隐患;其次,机械泵排水蒸气能力较差,这对潮湿环境下的真空作业十分不利;另外,油封机械泵自身密封性较差,因此不利于抽除和传输含有放射性物质的气体。
所以现在机械泵有被性能更优越的干泵取代的趋势。
干泵分为薄膜式以及罗茨式干泵两种。
抽速从0.9 米 3 / 小时到50 米3 / 小时,具有不产生油污和粉尘、排水蒸气能力强、低能耗,坚固耐用,可靠性高的优点,另外应用磁力传动电机技术的干泵还能够使轴头动密封变成静密封,外漏和内漏做到了“ 零” 泄漏。
分子泵的详细介绍
分子泵的详细介绍分子泵是一种常用于超高真空环境下的真空泵,它的主要工作原理是通过分子间的碰撞和反弹来将气体分子抽出。
在分子泵内部,气体分子因为电离而被加速,然后经过节流口进入排气室,在排气室内分子碰撞到高速旋转的转子而被抛出,最终把气体分子排出,并实现真空抽取。
分子泵的组成主要包括转子、分子板、冷阱和漏电阀等部件。
转子是分子泵内部的核心部分,它通常由多个叶片组成,通过电机驱动旋转,从而形成高速气流。
分子板是分子泵的关键组件,它采用特殊的材料制成,具有高度平整的表面,通过分子板上的小孔来加速气体分子,使其达到高能量状态,并抛离出真空腔室。
冷阱是用于捕获有害气体分子的部件,通过低温冷却来冷凝气体分子并将其固定在冷阱内,从而防止污染真空环境。
漏电阀则用于防止背流,保证真空系统的稳定和可靠工作。
分子泵的工作过程一般涵盖四个阶段:起动阶段、粗抽阶段、中抽阶段和漏抽阶段。
起动阶段是指分子泵在刚启动时的运行,此时需要将分子泵加热至较高温度,以去除阻挡气体分子的垂直势垒。
粗抽阶段是指分子泵迅速从大气压附近减压到低真空范围内。
在这个阶段,分子泵主要通过对大量分子的碰撞和抛离来实现抽取。
中抽阶段是指分子泵从低真空范围进一步减压至高真空范围。
在这个阶段,分子泵主要依靠小分子的高速运动和碰撞,以及与分子板表面间的反弹来抽取气体。
漏抽阶段是指真空系统已经达到高真空范围,此时分子泵以最大速率抽取气体分子,并最终将其排出系统。
分子泵具有抽取速率高、真空度高、清洁度高等优点。
同时,它还可以与其它真空泵,如机械泵和扩散泵等进行联用,以实现更高真空度的抽取。
然而,分子泵也存在一些局限性。
例如,由于分子泵内部需要高速旋转的转子,因此噪音较大;另外,分子泵内不能存在润滑剂,否则会造成污染,限制了其在一些应用领域的使用。
总之,分子泵是一种重要的真空泵,其通过分子间的碰撞和反弹来将气体分子抽出,广泛应用于精密仪器、半导体制造、航空航天等领域。
分子泵简介讲义
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目 录
• 分子泵概述 • 分子泵的应用领域 • 分子泵的主要部件与性能指标 • 分子泵的选型与使用 • 分子泵的发展趋势与挑战 • 分子泵的案例分析
01
分子泵概述
定义与特点
分子泵是一种真空泵,其主要作用是通过高速旋转的转子将气体分子从高浓度区 域迅速抽到低浓度区域,从而在短时间内实现气体分子的快速流动。
分子泵可以用于化学反应研究, 如催化反应、有机合成等实验中 。
化学分析
利用分子泵可以提供高真空环境 ,进行化学分析实验,如质谱、 色谱等。
生物领域
细胞生物学
分子泵可以用于细胞生物学实验,如 细胞培养、显微镜观察等。
生物医学工程
分子泵在生物医学工程中也有应用, 如药物输送、组织工程等。
其他领域
环境科学
02
分子泵的应用领域
物理领域
01
02
03
真空技术
分子泵常用于真空环境, 如高真空腔体、真空管路 等,以维持一定的真空度 。
表面科学研究
分子泵可以用于表面科学 实验,如STM、AFM等实 验中,以提供高真空环境 。
光学研究
分子泵在光学研究中也有 广泛应用,如激光光谱学 、光学腔等。
化学领域
化学反应研究
06
分子泵的案例分析
案例一:分子泵在实验室中的应用
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实验室研究
在实验室中,分子泵被广泛应用于高真空、超高 真空以及特殊气体处理的研究场景。
设备性能提升
通过使用分子泵,实验室设备的性能和稳定性得 到了显著提升,为科研人员提供了更加准确和可 靠的数据。
特殊应用
在一些需要高精度气体控制的实验中,如光谱分 析、质谱分析以及精密测量等,分子泵提供了可 靠的解决方案。
分子泵工作原理
分子泵工作原理
分子泵是一种高真空抽气设备,它通过高速旋转的转子将气体
分子不断抛出,从而达到抽气的目的。
分子泵的工作原理主要包括
分子碰撞、反射和吸附三个过程。
首先,分子泵内部的转子高速旋转,使得气体分子不断与转子
碰撞。
在碰撞的过程中,气体分子的动能被转移给转子,使得气体
分子的速度减小。
这一过程使得气体分子逐渐失去动能,从而逐渐
被抽出。
其次,部分气体分子在碰撞后会被转子反射回到泵内,这是因
为气体分子在碰撞后会发生弹性碰撞,使得部分气体分子改变方向,被反射回去。
这一过程是分子泵抽气的重要步骤,通过反射使得气
体分子不断在泵内循环,增加了抽气效率。
最后,部分气体分子在碰撞后会被泵壁吸附。
这是因为泵壁表
面通常涂有吸附剂,能够吸附气体分子。
当气体分子碰撞到泵壁后,会被吸附在泵壁上,从而被抽出系统。
这一过程是分子泵抽气的最
终步骤,通过吸附使得气体分子被牢固地固定在泵壁上,从而实现
了真空度的提高。
综上所述,分子泵的工作原理主要包括分子碰撞、反射和吸附三个过程。
通过这些过程,分子泵能够将气体分子不断抛出,从而实现高真空的抽气效果。
在实际应用中,分子泵通常与其他真空设备配合使用,能够广泛应用于半导体制造、光学薄膜镀膜、航空航天等领域。
分子泵的工作原理对于真空技术的发展具有重要意义,也为现代工业的发展提供了重要支持。
分子泵的作用
分子泵的作用嘿,你问分子泵的作用啊?这可挺重要呢。
首先啊,分子泵能抽真空哇。
这就像个超级厉害的吸尘器,能把空气里那些乱七八糟的分子都给吸走。
比如说在一些实验室里,要是没有分子泵抽真空,那实验可就没法做了。
我记得有一次,我去一个物理实验室参观,就看到一个大大的分子泵在那儿嗡嗡响,把里面的空气抽得干干净净。
然后呢,分子泵能让一些设备正常工作。
比如说电子显微镜啊、光刻机啊这些高科技的东西,都需要在高真空的环境下才能发挥出最好的效果。
要是没有分子泵,这些设备就没法正常运行了。
我有个朋友,他在一个电子厂工作,他说他们厂里的光刻机就得靠分子泵来抽真空,不然生产出来的芯片质量就不行。
还有啊,分子泵可以提高产品的质量。
在一些制造行业,比如半导体制造、光学制造啥的,需要非常高的真空度才能做出高质量的产品。
分子泵就能把真空度提得高高的,让产品更加完美。
我有一次看到一个新闻,说有个公司用了先进的分子泵技术,生产出来的光学镜片质量特别好。
另外呢,分子泵还能保护环境。
有些生产过程会产生有害的气体,如果不及时抽走,就会污染环境。
分子泵就能把这些有害气体都吸走,让空气变得干净。
我有个邻居,他在一个化工厂工作,他们厂里就用分子泵来处理废气。
我给你讲个事儿吧。
有一次我去一个科技馆,看到一个展示分子泵的模型。
讲解员说分子泵在很多领域都发挥着重要的作用,从科学研究到工业生产,都离不开它。
从那以后,我就觉得分子泵真的很厉害。
所以啊,分子泵的作用就是抽真空、让设备正常工作、提高产品质量、保护环境。
下次你看到那些高科技的设备或者听到关于真空技术的话题时,就可以想想分子泵的作用哦。
分子泵的详细介绍
涡轮分子泵的抽气原理分子泵输送气体应满足二个必要条件:1). 涡轮分子泵必须在分子流状态下工作。
因为当将一定容积的容器中所含气体的压力降低时,其中气体分子的平均自由程则随之增加。
在常压下空气分子的平均自由程只有0.06 μm ,即平均看一个气体分子只要在空间运动0.06 μm ,就可能与第二个气体分子相碰。
而在 1.3Pa 时,分子间平均自由程可达 4.4mm 。
若平均自由程增加到大于容器壁间的距离时,气体分子与器壁的碰撞机会将大于气体分子之间的碰撞机会。
在分子流范围内,气体分子的平均自由程长度远大于分子泵叶片之间的间距。
当器壁由不动的定子叶片与运动着的转子叶片组成时,气体分子就会较多地射向转子和定子叶片,为形成气体分子的定向运动打下基础。
2). 分子泵的转子叶片必须具有与气体分子速度相近的线速度。
具有这样的高速度才能使气体分子与动叶片相碰撞后改变随机散射的特性而作定向运动。
分子泵的转速越高,对提高分子泵的抽速越有利。
实践表明,对不同分子量的气体分子其速度越大,泵抽除越困难。
例: H2在空气中含量甚徽,但由于 H2分子具有很大的运动速度 ( 最可几速度为 1557m /s) ,所以分子泵对 H2的抽吸困难。
通过对极限真空中残余气体的分析,可发现氢气比重可达 85 %,而分子量较大,而运动速度慢的油分子所占的比重几乎为零。
这就是分子泵对油蒸气等高分子量的气体的压缩比很高,抽吸效果好的原因。
现以涡轮分子泵的一个叶片为例说明它的抽气原理。
假设一个轴流式单叶列在分子流范围内以速度 V 运动,如图 21 所示。
图21:涡轮分子泵抽气机理图设 I 侧为吸入侧,Ⅱ侧为排气侧。
从 I 侧向Ⅱ侧运动的气体分子,可分为以下几种情况:有一部分气体分子与叶片的端部相碰返回 I 侧,一部分气体分子直接通过叶片槽到达Ⅱ侧,还有一部分气体分子在叶片槽内与叶片壁相碰,其碰撞结果将使一部分到达Ⅱ侧,而另一部分气体分子返回 I 侧。
何谓分子泵、离子泵?
何谓分子泵、离子泵?应该都是真空泵。
激光陀螺是迄今为止在惯性技术领域唯一真正获得了卓有成效的实际应用的非机电式中高精度惯性敏感仪表。
它具有稳定性好、精度高、动态范围宽、寿命长等诸多优点。
而超高真空的获取是激光陀螺制造过程中至关重要的环节。
在激光陀螺的密封、抽真空、检漏、等离子清洗等过程中,都涉及到超高真空的获取技术。
本文将对激光陀螺生产过程中超高真空的获取技术进行探讨。
1 真空系统的构成激光陀螺在生产中要求其真空系统具有较高的真空度,并且要求真空系统密封效果好、密封性可靠、可充入惰性气体和启动快速。
要实现这一目标,不同的厂家根据自己的能力和用户的要求设计出了不同的真空系统。
但总的来说,采用的设备大同小异,图 1 为生产激光陀螺所用的真空系统的典型结构。
图1中分子泵(次级泵)是这个真空系统的主要抽气工具,但由于它不能单独从大气环境开始工作,因而在它前面要串联一个能从大气开始工作而能达到的真空度往往不高的机械泵(前级泵),并在分子泵和机械泵之间串联一个油扩散泵(增压泵)。
同时,为了在较短的时间内达到超高的真空度,本真空系统还使用了钛升华泵作为辅助抽气的无油泵。
当然,也有一些系统由于采用了性能较好的分子泵,省略了油扩散泵,而最后一级也可以加入离子泵或锆泵来提高真空系统的性能。
2 主要设备2.1 真空泵2.1.1 前级泵早期的激光陀螺超高真空台一般采用油封旋片机械泵作为前级泵。
机械泵价格便宜,适合在粗真空和中真空中使用,因而被广泛采用。
但它也有明显的缺点:首先,油封机械泵不是无油真空泵,虽然在次级加入冷阱和分子泵可基本消除油污染,但对于超高真空系统来说,仍然存在一定的污染隐患;其次,机械泵排水蒸气能力较差,这对潮湿环境下的真空作业十分不利;另外,油封机械泵自身密封性较差,因此不利于抽除和传输含有放射性物质的气体。
所以现在机械泵有被性能更优越的干泵取代的趋势。
干泵分为薄膜式以及罗茨式干泵两种。
抽速从0.9 米 3 / 小时到50 米3 / 小时,具有不产生油污和粉尘、排水蒸气能力强、低能耗,坚固耐用,可靠性高的优点,另外应用磁力传动电机技术的干泵还能够使轴头动密封变成静密封,外漏和内漏做到了“ 零” 泄漏。
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分子增压泵
(MOLECULAR BOOSTER PUMP,MBP)是在我国著名真空专家华中一教授悉心指导下,由深圳大学储继国博士及其研制组历时三十年研制成功的新一代真空泵。
该产品利用分子拖动原理,采用国际首创的专利结构,兼具高真空泵和中真空泵的双重性能。
与传统分子泵相比,分子增压泵的结构大幅度简化,转速降低,运行可靠,工作压强和排气流量提高近60倍,能耗降低50%。
与罗茨泵相比,在10-10-2Pa压强范围,分子增压泵的抽速为罗茨泵的2-20倍,极限真空提高103-105倍,能耗仅为5-10%,换能获得清洁真空。
分子增压泵将大幅度简化传统真空设备的结构,提高生产效率,降低能耗,提高真空产品质量和企业经济效益。
►结构简单,运行可靠,能承受大流量气体冲击。
分子增压泵的结构十分简单,转子全部由平圆盘和圆柱面构成,并且,左、右两侧完全对称,加上平圆盘动轮的内侧设有大尺寸的连通气孔,因此,受大流量气体冲击时,转子不易损坏。
攻克了涡轮分子泵受大流量气体冲击,易造成涡轮转子损坏(俗称剃光头)的一大缺点。
►工作压强高、排气流量大,兼有高真空泵和中真空泵双重性能。
分子增压泵属于牵引分子泵,具有牵引分子泵工作压强高、排气流量大等优点。
MB-200B 分子增压泵的最高连续运行压强可达200Pa,在10-10-2 Pa压强范围,抽速是同尺寸罗茨泵的2-20倍,能耗仅为相同抽速罗茨泵的5-10%。
因此,在大部分中真空应用场合,该泵能取代罗茨泵。
MB-200B分子增压泵与ALCATEL公司相近尺寸的ATP900C高压强分子泵和RSV601罗茨泵的抽气特性比较如下图所示。
分子增压泵、高压强涡轮分子泵和罗茨泵的典型抽气特性比较
1.MB200D分子增压泵,
2.ATP900C高压强分子泵,
3. RSV601罗茨泵
►获得清洁真空
现有涡轮分子泵均采用透光叶轮(有利于提高抽速),在泵体内部,高真空与前级真空之间,存在直通通道。
分子泵停止运转时,这些通道构成返油路径。
分子增压泵的抽气通道在径向和轴向多次折返,完全不透光,因此,前级油蒸汽返污染高真空的几率大幅度降低。
分子增压泵的残气质谱如下图所示(测试条件:测试罩烘烤温度150℃,泵颈烘烤温度80℃,烘烤时间24小时)。
图中未见质量数M>28的谱峰。
传统分子泵的残气质谱(测试罩烘烤:250℃,48小时)中,仍有质量数为44的谱峰存在。
由此可见,分子增压泵的油蒸汽污染不仅低于质谱计的检测极限,还明显低于传统分子泵的水平。
分子增压泵的残气质谱图(中科院近代物理研究所提供)
►节能
在高真空范围,分子增压泵的能耗仅为扩散泵的10%,传统分子泵的50%。
在0.1Pa到50Pa的中真空范围,分子增压泵的能耗仅为罗茨泵的5-10%!
►转速低,轴承寿命长
分子增压泵采用独特的专利结构,抽速相同时,转速仅为涡轮分子泵的2/3,轴承寿命显著延长。
►能制造大型泵
分子增压泵结构简单,易于制造抽速10,000L/s以上的大型泵。
1. 分子增压泵与涡轮分子泵性能比较:
分子增压泵的优势:
◆结构简单,能承受大气冲击。
◆0.1-50Pa中真空范围具有强劲的抽其能力。
◆能耗低,约为分子泵的50%。
◆能研制抽速10000L/s以上的大型泵。
涡轮分子泵的优势:
◆立式分子泵体积小、重量轻,适用于尺寸紧凑的设备。
2. 分子增压泵与罗茨泵的性能比较:
分子增压泵的优势:
◆在10Pa以下压强范围,抽速大幅度高于罗茨泵。
◆能获得清洁真空。
◆能耗低,仅为同抽速罗茨泵的5-10%,1年节约的电费已能收回分子增压泵的投资。
◆体积小、重量轻,不到罗茨泵的1/10。
罗茨泵的优势:
◆工作压强高,排气流量大。
在50-1,000Pa压强范围,罗茨泵的抽速高。
3. 分子增压泵与扩散泵的性能比较:
分子增压泵的优势
◆能获得清洁的真空。
◆能耗低,仅为扩散泵的10%。
◆最高工作压强比扩散泵高100倍。
扩散泵的优势:
◆价格低廉。
◆结构简单,维护方便。
◆抽速高达几万L/s,在大型真空设备中至今仍为主流泵种。
主要技术参数
项目单位MB-200B MB-200C MB-200D
抽速L/s6005001,000
进气口法兰尺寸mmΦ200Φ200Φ200
排气口法兰尺寸mmΦ40Φ40Φ40
转速rpm18,00018,00024,000
压缩比 N2105105106
压缩比 H2160680800
最高进气口压强Pa200200100
最大排气流量Pa.L/s4,5005,0001,500
极限压强Pa10-410-510-6
起动时间min446
冷却水量 (15℃)L/min664
最大运行功耗kW0.50.350.2
重量kg454445
推荐前级泵L/s15158。