分子泵原理
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。
分子泵工作原理
分子泵工作原理
分子泵工作原理是基于分子的喷射和阱捕捉原理。
它主要由一个离心式转子和静心式假体构成。
离心式转子内置了多个直径较小的偶极子，通过高速旋转产生超高真空。
静心式假体则是一个由多个喷嘴和阱组成的结构。
在工作过程中，气体首先通过喷嘴从气压较高的一侧进入分子泵。
然后，在离心式转子的旋转下，气体会被强制向外喷射，并造成一种类似于分子束的效果。
当分子束到达静心式假体时，它们会被假体内的阱捕获。
静心式假体内的阱有多个结构，如圆环、螺旋或其他形状，用于捕获分子。
这些阱通常被加热以提高效率。
被捕获的分子在阱内不断碰撞和扩散，最终会降低其动能并以固体或液体的形式沉积在阱的壁上。
分子泵工作原理的关键在于离心式转子的高速旋转和静心式假体的捕获和降温效应。
通过这种原理，分子泵能够实现非常低的气压，甚至到达超高真空范围。
分子泵广泛应用于高科技领域，例如半导体制造、材料科学、航天工程等。
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。
分子泵简介及应用
分子泵简介及应用分子泵起源分子真空泵是在1911 年由德国人盖德(w · Gaede) 首先发明的，这种分子泵是在分子流区域内靠高速运动的刚体表面传递给气体分子以动量，使气体分子在刚体表面的运动方向上产生定向流动，从而达到抽气的目的。
通常把用高速运动的刚体表面携带气体分子，并使其按一定方向运动的现象称为分子牵引现象。
因此，人们将盖德发明的分子泵称为牵引分子泵。
牵引分子泵的优点是起动时间短，在分子流态下有很高的压缩比，能抽除各种气体和蒸汽，特别适于抽除较重的气体。
但同于它自身的弱点：抽速小，密封间隙太小，工作可靠性较差，易出机械故障等，因此除特殊需要外，实际上很少应用。
分子泵抽气原理分子泵输送气体应满足二个必要条件：1). 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 。
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( 最大速度为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。
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。
机械泵与分子泵的工作原理
机械泵与分子泵的工作原理
机械泵：
机械泵是一种通过机械运动实现气体泵送的装置。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 压缩气体：机械泵内部装有叶轮或齿轮，当泵启动时，叶轮或齿轮会旋转，通过压缩泵内部的气体，增加气体的密度和压力。
2. 排出气体：随着叶轮或齿轮的旋转，泵内的气体会被推向泵的出口，通过排气阀门排出系统。
3. 创建真空：随着气体的排出，泵内形成了低压区域，吸引周围的气体进入泵内，继续压缩和排出，逐渐形成真空。
分子泵：
分子泵是一种利用分子热运动产生的气体扩散作用实现气体抽取的装置。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 扩散气体：分子泵内部包含一个或多个旋转的叶轮，叶轮旋转时通过离心力会将气体分子向外扩散，使气体分子自由运动。
2. 离子化气体：在分子泵内部的电子轰击下，气体分子可能被电离形成带电粒子，进一步增加气体的运动速度。
3. 抽取气体：在分子泵内部设置的抽气口或排气口，带电粒子会被静电排斥或磁场引导，从而被抽取出系统，形成真空。
机械泵和分子泵常常结合使用，机械泵主要负责将气体压缩和排出，分子泵则负责在机械泵的基础上进一步提高真空度。
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。
涡轮分子泵的工作原理
涡轮分子泵的工作原理
涡轮分子泵是一种常用的真空泵，主要用于高真空条件下的气体抽取。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 涡轮压缩：涡轮分子泵的核心部件是一个高速旋转的涡轮叶轮。
当泵机启动后，电机驱动涡轮叶轮高速旋转，产生一个高速的旋转运动。
这个高速旋转的涡轮会迅速将气体吸入泵体。
2. 中间分子碰撞：当气体进入涡轮分子泵之后，气体分子会与涡轮叶轮之间的空隙非常接近。
由于叶轮高速旋转产生的离心力作用，气体分子会在涡轮叶轮的作用下产生大量的碰撞。
3. 分子流抽出：由于碰撞，气体分子的速度会变得更高，能量也会增加。
当气体分子速度足够高时，它们能克服分子间的吸引力，逃离涡轮叶轮的作用，形成一个气体分子流。
这个分子流会沿着涡轮叶轮旋转方向流向泵的出口。
4. 出口抽出：在涡轮分子泵的出口处，有一个排气口，通过这个排气口，分子流会被抽气机或真空系统进一步抽出，从而形成所需的高真空环境。
总而言之，涡轮分子泵的工作原理是通过旋转涡轮叶轮产生的离心力和分子碰撞的作用，将气体分子加速抽出，从而实现气体的真空抽取。
分子泵工作原理
分子泵工作原理
分子泵是一种特殊类型的膜泵，它具有通透膜和完全封闭的外壳，因此可以有效节约
能源。
分子泵主要由压力室、膜、离心泵和叶轮组成。
膜使用时，像其他膜泵一样，气体
通过膜的小孔依次向外释放。
这种运动模式下，膜的位置在一定的位置，膜的结构也会影
响气体的释放速度和压力。
由于分子泵的外壳是完全封闭的，所以具有非常高的势能能耗，需要大量的动力使之
正常运行。
因此，分子泵的叶轮通常是由电动机的动力来驱动，离心泵是利用气体压力通
过离心泵的过程来增加气体压力。
在实际运行分子泵时，膜被压力室内的气体压力推动，使气体从膜内向外释放，而且
膜的位置在一定的位置，可以使释放的气体的量稳定，压力也恒定，这也可以节约能源。
离心泵的作用就是将低压的气体转换成高压的气体，并使气体向外释放。
此外，分子泵通常采用密封机构装配和维修，以确保压力室和离心泵之间没有泄漏，
并且能够有效地利用动力，减少能耗。
总之，分子泵使用了膜、离心泵、叶轮等技术，可以有效地控制气体释放速度和压力，从而节约能源，减少废气排放，是一种非常有效的节能膜泵。
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，能够将气体从一个封闭的容器中抽出，创造极低的压力。
它通常用于半导体制造、光学薄膜沉积、真空冶炼和其他需要高真空环境的工业领域。
分子泵的工作原理是基于分子运动的，下面将详细介绍分子泵的工作原理。
首先，分子泵的核心部件是转子。
转子上有许多旋转的叶片，当转子旋转时，叶片将气体分子向出口方向推动。
这种推动作用使得气体分子在分子泵内部获得高速度，从而增加了它们逃逸的机会。
其次，分子泵的工作原理还涉及到静态和动态抽气。
静态抽气是指气体分子在泵内碰撞并被推动，动态抽气则是指气体分子在泵内受到分子泵的抽气作用而逃逸。
这两种抽气方式相互配合，使得分子泵能够更有效地将气体抽出。
另外，分子泵的工作原理还与排气速度有关。
排气速度是指单位时间内从泵内排出的气体体积。
分子泵的排气速度通常非常高，这意味着它能够在短时间内将大量气体抽出，从而创造高真空环境。
此外，分子泵的工作原理还涉及到气体分子的平均自由程。
气体分子在分子泵内运动时，它们之间的碰撞次数相对较少，因此能够保持较长的平均自由程。
这使得气体分子在分子泵内更容易被抽出，从而实现高真空。
最后，分子泵的工作原理还与泵内的吸附和解吸过程有关。
在分子泵内，气体分子会被泵壁吸附，但随着泵壁温度的升高，这些气体分子会解吸并被抽出。
这一过程也是分子泵实现高真空的重要原理之一。
总的来说，分子泵的工作原理是基于分子运动的，通过旋转转子推动气体分子、静态和动态抽气、高排气速度、长平均自由程以及吸附解吸过程等多种方式来实现高真空的抽气效果。
这些原理相互配合，使得分子泵成为高真空领域中不可或缺的设备。
分子泵原理结构
分子泵原理结构分子泵是一种高真空泵，其工作原理是利用分子的热运动和分子之间的碰撞来实现气体的抽取。
它主要由泵体、转子、定子和附件组成。
泵体是分子泵的主体部分，通常采用不锈钢制作。
它由一个圆筒形的外壳和一个内部的漏斗形腔室组成。
外壳上有进气口和出气口，通过这两个口来实现气体的进出。
进气口连接真空系统，出气口连接真空计或其他设备。
转子是分子泵的关键部件，它是一个圆盘状的结构，由许多小孔排列而成。
转子的表面经过特殊处理，使其具有较高的孔密度。
转子安装在泵体内部，可以通过电机的驱动进行旋转。
定子是与转子相对应的部件，它也是一个圆盘状的结构，但没有孔洞。
定子与转子之间的间隙非常小，通常为几微米。
转子的旋转使得气体在转子和定子之间形成一个薄薄的空隙，气体分子在这个空隙中受到转子的影响而发生碰撞。
附件包括驱动装置、冷却装置和控制系统等。
驱动装置通常采用电机，通过传动装置将动力传递给转子，使其旋转。
冷却装置用于降低分子泵的温度，以提高其抽取效率。
控制系统用于监测和控制分子泵的工作状态，保证其正常运行。
分子泵的工作原理是利用分子的热运动和分子之间的碰撞来实现气体的抽取。
当气体从进气口进入泵体时，首先经过预抽阀进入初级级别，然后经过转子和定子之间的空隙，气体分子在空隙中发生碰撞，并受到转子的影响而改变方向。
由于转子的高速旋转，气体分子在碰撞后的速度增加，逐渐向出气口方向移动。
在转子的作用下，气体分子逐渐被排出泵体，达到抽取气体的目的。
分子泵具有抽取速度快、抽取范围广、抽取效率高等优点。
它可以将气体抽取到非常低的压力，达到高真空的要求。
分子泵在真空技术领域有着广泛的应用，特别是在半导体制造、光学仪器和航空航天等领域。
分子泵是一种利用分子的热运动和分子之间的碰撞来实现气体抽取的高真空泵。
它的主要结构包括泵体、转子、定子和附件。
通过转子的旋转和空隙中气体分子的碰撞，分子泵可以将气体抽取到非常低的压力，具有抽取速度快、抽取范围广、抽取效率高等优点。
分子泵的用途和分类
分子泵的用途和分类分子泵是一种利用分子束和高速旋转叶片来抽取气体的真空泵。
它可以提供非常高的真空度，常用于需要极高真空环境的科学研究和工业生产过程中。
以下将从分子泵的原理、用途和分类三个方面对其进行详细阐述。
一、分子泵的原理分子泵的工作原理主要基于分子束和旋转叶片的作用。
其结构包括一个旋转的叶轮、磁轴承、分子漏斗和抽出口等。
当分子泵启动时，叶轮开始高速旋转，通过离心力将气体分子弹出泵的抽出口。
此外，分子泵还通过分子束的直线运动来抽取气体。
在分子泵的抽出口处，气体分子受到高速分子束的撞击，并被推向真空系统内部。
因此，分子泵能够提供高真空环境。
二、分子泵的用途分子泵广泛应用于科学研究和工业生产的许多领域。
主要用途如下：1. 材料科学：在材料科学研究中，分子泵可用于制备纳米材料，如纳米颗粒、纳米管等。
通过提供高真空环境，分子泵能够控制制备过程中的气体污染，从而获得高质量的纳米材料。
2. 表面科学：在表面科学研究中，分子泵用于表面清洁和获得高纯度的表面。
通过使用分子泵，可以去除表面上的气体和杂质，使表面达到高真空状态。
这样，研究人员可以更准确地研究表面及其特性。
3. 真空冷却：在物理学实验中，分子泵可用于真空冷却。
真空冷却是一种通过抽取气体使物体温度降低的方法。
分子泵通过提供高真空环境来抽取气体，从而实现真空冷却。
4. 真空机械制造：在真空机械制造过程中，分子泵通常用于去除气体和杂质，以确保机械部件的质量和性能。
例如，在制造半导体设备和高精度仪器时，需要高真空环境来消除对器件性能的负面影响。
5. 核物理学研究：在核物理学研究中，分子泵用于提供高真空环境，以进行粒子束加速和研究。
通过提供高真空度，分子泵能够减少空气阻力对粒子束加速的干扰，提高实验的准确性和可靠性。
三、分子泵的分类根据分子泵的结构和工作原理，可以将其分为以下几类：1. 速度型分子泵：速度型分子泵是最常见的一类分子泵，也被称为扇叶分子泵。
它通过旋转的叶片产生高速分子束来抽取气体。
分子泵原理
JMC
机械轴分子泵
推进叶片
泵内结构图
马达 陶瓷轴承
Confidential
New EE training
JMC
机械轴承分子泵的 Grease up
底部
Confidential
上部
New EE training
JMC
泵的轴承为什么会失效?
润滑不足 油膜厚度
- 太多 - 太少 - 污染
载荷过大:
- 不对中 -动平衡不好 -- 轴弯曲 -- 等.....
范围的突变气压，都将造成泵本体的损坏。有些
甚至是不可逆转的。
Confidential
New EE training
JMC
2.高真空性能 通常其泵的真空压可以到达10¯ 3~ 10¯ 9 pa 3.组合性 在真空系统中，分子泵通常必须同辅助泵（干泵、 油旋转真空泵）组合后才能运行。（如下图）
Confidential
JMC
TMP—Turbo Mlecular pump
TMP PUMP基础知识
Confidential
New EE training
JMC
分子泵的发展历史
机械轴承式分子泵
磁悬浮轴承式分子泵
Confidential
New EE training
JMC
分子泵的定义
Turbo
在分子流状态下工作，使 用机械动能，将气体分子 定向压缩、流动的真空泵。
New EE training
JMC
分子泵的内部结构
TURBO部分 主轴 动片 外壳 高频旋转马达 牵引泵部分 下部磁悬浮电机 静片固定圈 辅助轴承
静片
Confidential
New EE training
分子泵原理
分子泵原理分子泵是一种用于高真空系统的抽气设备，其原理基于分子的运动规律和碰撞效应。
在分子泵中，分子之间的碰撞和相互作用是实现气体抽除的关键。
本文将从分子泵的结构、工作原理和应用领域等方面进行介绍。
首先，我们来看一下分子泵的结构。
分子泵通常由分子泵主体、转子、定子和冷阱等部件组成。
其中，分子泵主体是整个分子泵的核心部分，内部装有转子和定子。
转子和定子之间的间隙非常小，通常在毫米到微米的量级，这样可以有效地减小气体分子在泵内的自由路径，增加气体分子与泵内壁面发生碰撞的概率。
冷阱则可以通过制冷系统将气体分子冷却凝结，进一步提高气体抽除的效率。
其次，我们来了解一下分子泵的工作原理。
当分子泵启动后，转子高速旋转，使得气体分子沿着螺旋形的转子表面向出口方向运动。
在运动过程中，气体分子之间发生碰撞，部分气体分子被抛射到泵的内壁上，而另一部分则被抛射到其他气体分子上。
这样，气体分子在分子泵内部不断发生碰撞和相互作用，最终被抽除出系统，从而实现真空度的提高。
最后，我们来谈一下分子泵的应用领域。
由于其高抽速、高真空度和低污染等优点，分子泵广泛应用于半导体制造、光学薄膜沉积、真空冷却、核磁共振、质谱分析等领域。
在半导体制造中，分子泵可以用于真空腔体的抽气，保证工艺室内的高真空度，从而保证半导体器件的制备质量；在光学薄膜沉积中，分子泵则可以用于将沉积室内的气体抽除，保证沉积薄膜的纯净度和均匀度。
总之，分子泵作为一种高真空抽气设备，在科研和工业生产中发挥着重要作用。
通过对其结构、工作原理和应用领域的了解，我们可以更好地掌握分子泵的运行机理，从而更好地应用于实际生产和科研中。
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。
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。
分子泵原理
分子泵的系统组成（在真空系中）
真空腔体 V1
V3 V2
DRY PUMP
分子泵的工作原理（一）
一。按气体分子理论
1.在正常的大气压下。每 cm3空间气体分子为 2.5-E19，此时其压力为 760Torr=101325Pa 2.大气环境下由于空间的 气体分子密集，各气体 分子间的平均自由程 MFP仅为0.07微米，因而 气体为粘滞流状态，气 体分子几乎是在原地振 动。
TMP—Turbo Mlecular pump
TMP PUMP基础知识
分子泵的发展历史
机械轴承式分子泵
磁悬浮轴承式分子泵
分子泵的定义 在分子流状态下工作，使 用机械动能，将气体分子 定向压缩、流动的真空泵。
Turbo mlecular pump
透平
分子
泵
分子泵的分类
一.从转子结构特征上区分
1. 涡 轮 分 子 泵
2700~7000
SPEED
机械轴分子泵 泵内结构图
推进叶片
马达 陶瓷轴承
机械轴承分子泵的 Grease up
底部
上部
泵的轴承为什么会失效?
油膜厚度
润滑不足
- 太多 - 太少 - 污染
载荷过大:
- 不对中
-动平衡不好
-- 轴弯曲
-- 等.....
安装和操作的不当
老化
分子泵的工作原理（一）
一。按气体分子理论
1.随着真空度的提高， 单位体积内气体分子 的数量逐渐减少， MFP变大。当真空度 达到1X10 ¯3Torr之后， 其MFP接近5cm.气体 分子呈现出“分子流
状态”
分子泵的工作原理（一）
动翼 静翼
R
VMFP
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第3讲真空获得⑴张振厚李云奇3.1 概述3.1.1 真空的获得方法人们通常把能够从密闭容器中排出气体或使容器中的气体分子数目不断减少的设备称为真空获得设备或真空泵。
目前在真空技术中，采用各种不同的方法，已经能够获得和测量从大气压力105Pa到10-13Pa，宽达18个数量级的压力范围。
显然，只用一种真空泵，获得这样宽的低压空间的气体状态，是十分困难的。
在真空获得技术中，目前用以获得真空的技术方法有两种，一种是通过某此机构的运动把气体直接从密闭容器中排出；另一种是通过物理、化学等方法将气体分子吸附或冷凝在低温表面上。
利用这两种方法所制造的各种真空泵种类较多，分类方法各异，但是，最常用的方法还是按泵的工作原理或其结构特点加以分类。
这一点，我们将在下一节中介绍。
3.1.2 真空泵的分类按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。
随着真空应用技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求，因此选用不同类型真空泵组成的真空抽气机组进行抽气的情况较多。
为了方便起见，将这些泵按其工作原理或其结构特点进行一些具体的详细的分类是必要的。
现分述如下：3.1.2.1 气体传输泵气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：1）变容真空泵变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。
气体在排出前被压缩。
这种泵分为往复式及旋转式两种：⑴往复真空泵：是利用泵腔内活塞做往复运动，将气体吸入、压缩并排出。
因此，又称为活塞式真空泵。
⑵旋转真空泵：是利用泵腔内活塞做旋转运动，将气体吸入，压缩并排出。
旋转真空泵又有如下几种型式：①油封式真空泵：它是利用油类密封各运动部件之间的间隙，减少有害空间的一种旋转变容真空泵。
这种泵通常带有气镇装置，故又称气镇式真空泵。
按其结构特点分为如下五种型式。
a)旋片式真空泵：转子以一定的偏心距装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近，在转子槽内装有两个（或两个以上）旋片，当转子旋转时旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触，此旋片随转子一起旋转，可将泵腔分成几个可变容积。
b）滑阀式真空泵：在偏心转子外部装有一个滑阀，转子旋转带动滑阀沿泵壳内壁滑动和滚动，滑阀上部的滑阀杆能在可摆动的滑阀导轨中滑动，而把泵腔分成两个可变容积。
c）定片式真空泵：在泵壳内装有一个与泵内表面靠近的偏心转子，泵壳上装有一个始终与转子表面接触的径向滑片，当转子旋转时，滑片能上、下滑动将泵腔分成两个可变容积。
d）余摆线式真空泵：在泵腔内偏心装有一个型线为余摆线的转子，它沿泵腔内壁转动并将泵腔分成两个可变容积。
e）多室旋片式真空泵：在一个泵壳内并联装有由同一个电动机驱动的多个独立工作室的旋片真空泵。
②干式真空泵：它是一种不用油类（或液体）密封的变容真空泵。
③液环式真空泵：带有多叶片的转子偏心装在泵壳内，当它旋转时，把液体（通常为水或油）抛向泵壳形成泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小容积，故亦称旋转变容真空泵。
④罗茨真空泵：泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子，转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。
它属于旋转变真空泵。
机械增压泵即为这种型式的真空泵。
2）动量传输泵这种泵是依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。
具体可分为下述几种类型。
⑴分子真空泵：它是利用高速旋转的转子把能量传输给气体分子，使之压缩、排气的一种真空泵。
它有如下几种型式：①牵引分子泵：气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被送到出口，因此，是一种动量传输泵。
②涡轮分子泵：泵内装有带槽的圆盘或带叶片的转子，它在定子圆盘（或定片）间旋转。
转子圆周的线速度很高。
这种泵通常在分子流状态下工作。
③复合分子泵：它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合式分子真空泵。
⑵喷射真空泵：它是利用文丘里（Venturi）效应的压力降产生的高速射流把气体输送到出口的一种动量传输泵，适于在粘滞流和过渡流状态下工作。
这种泵又可详细地分成以下几种：①液体喷射真空泵：以液体（通常为水）为工作介质的喷射真空泵。
②气体喷射真空泵：以非可凝性气体作为工作介质的喷射真空泵。
③蒸气喷射真空泵：以蒸气（水、油或汞等蒸气）作为工作介质的喷射真空泵。
⑶扩散泵：以低压高速蒸气流（油或汞等蒸气）作为工作介质的喷射真空泵。
气体分子扩散到蒸气射流中，被送到出口。
在射流中气体分子密度始终是很低的，这种泵适于在分子流状态下工作。
可分为：①自净化扩散泵：泵液中易挥发的杂质经专门的机械输送到出口而不回到锅炉中的一种油扩散泵。
②分馏式扩散泵：这种泵具有分馏装置，使蒸气压强较低的工作液蒸气进入高真空工作的喷嘴，而蒸气压强较高的工作液蒸气进入低真空工作的喷嘴，它是一种多级油扩散泵。
⑷扩散喷射泵：它是一种有扩散泵特性的单级或多级喷嘴与具有喷射真空泵特性的单级或多级喷嘴串联组成的一种动量传输泵。
油增压泵即属于这种型式。
⑸离子传输泵：它是将被电离的气体在电磁场或电场的作用下，输送到出口的一种动量传输泵。
3.1.2.2 气体捕集泵这种泵是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵，有以下几种型式。
1）吸附泵它主要依靠具有大表面的吸附剂（如多孔物质）的物理吸附作用来抽气的一种捕集式真空泵。
2）吸气剂泵它是一种利用吸气剂以化学结合方式捕获气体的真空泵。
吸气剂通常是以块状或沉积新鲜薄膜形式存在的金属或合金。
升华泵即属于这种型式。
3）吸气剂离子泵它是使被电离的气体通过电磁场或电场的作用吸附在有吸气材料的表面上，以达到抽气的目的。
它有如下几种型式。
⑴蒸发离子泵：泵内被电离的气体吸附在以间断或连续方式升华（或蒸发）而覆在泵内壁的吸气材料上，以实现抽气的一种真空泵。
⑵溅射离子泵：泵内被电离的气体吸附在由阴极连续溅射散出来的吸气材料上，以实现抽气目的的一种真空泵。
4）低温泵利用低温表面捕集气体的真空泵3.1.3 真空泵的性能参数及使用范围3.1.3.1 真空泵的性能参数1）真空泵的极限压强泵的极限压强单位是Pa，是指泵在入口处装有标准试验罩并按规定条件工作，在不引入气体正常工作的情况下，趋向稳定的最低压强。
2）真空泵的抽气速率泵的抽气速率单位是m3/s或l/s，是指泵装有标准试验罩，并按规定条件工作时，从试验罩流过的气体流量与在试验罩指定位置测得的平衡压强之比。
简称泵的抽速。
3）真空泵的抽气量真空泵的抽气量单位是Pa m3/s或Pa l/s。
是指泵入口的气体流量。
4）真空泵的起动压强真空泵的起动压强单位为Pa，它是指泵无损坏起动并有抽气作用时的压强。
5）泵的前级压强真空泵的前级压强单位是Pa，它是指排气压强低于一个大气压的真空泵的出口压强。
6）真空泵的最大前级压强真空泵口最大前级压强单位是Pa，它是指超过了能使泵损坏的前级压强。
7）真空泵的最大工作压强真空泵的最大工作压强单位是Pa，它是指对应最大抽气量的入口压强。
在此压强下，泵能连续工作而不恶化或损坏。
8）压缩比压缩比是指泵对给定气体的出口压强与入口压强之比。
9）何氏系数泵抽气通道面积上的实际抽速与该处按分子泻流计算的理论抽速之比。
10）抽速系数泵的实际抽速与泵入口处按分子泻流计算的理论抽速之比。
11）返流率泵的返流率单位是g/cm2.s。
它是指泵按规定条件工作时，通过泵入口单位面积的泵流质量流率。
12）水蒸气允许量水蒸气的允许量单位是kg/h，它是指泵在正常环境条件下，气镇泵在连续工作时能抽除的水蒸气质量流量。
13）最大允许水蒸气入口压强最大允许水蒸气入口压强单位是Pa 。
它是指在正常环境条件下，气镇泵在连续工作时所能抽除的水蒸气的最高入口压强。
3.1.3.2 真空泵的使用范围由于各种真空泵所具有的工作压强范围及起动压强均有所不同，因此在选用真空泵时必须满足这些要求。
表3-1给出了各种常用真空泵的工作压强范围及泵的起动压强值，以供参用。
表3-1 常用真空泵的工作压强范围及起动压强3.1.4 真空泵在真空系统中所承担的工作任务由于各种真空泵的性能除均能满足对容器进行抽真空的共同点之外，尚具有不同之处。
因此在选用时必须明确泵在真空系统中所承担的工作任务是十分重要的，泵在各种不同工作领域中所起的作用归纳起来主要有如下几个方面1）在系统中做主泵所谓主泵就是对真空系统被抽容器直接进行抽真空，以获得满足工艺要求所需真空度的真空泵。
2）粗抽泵粗抽泵是指从大气压开始降低真空系统压强达到另一抽气系统可以开始工作的真空泵。
3）前级泵前级泵是指用于使另一个泵的前级压强维持在其最高许可的前级压强以下的真空泵。
4）维持泵维持泵是指当真空系统抽气很小时，不能有效的利用主要前级泵。
为此，在真空系统中另配一种抽气速度较小的辅助前级泵来维持主泵的正常工作或维持已抽空的容器所需的低压的真空泵。
5）粗真空泵或低真空泵粗、低真空泵是指从大气开始，降低被抽容器的压强后工作在低真空或粗真空压强范围内的真空泵。
6）高真空泵高真空泵是指在高真空范围工作的真空泵。
7）超高真空泵超高真空泵是指在超高真空范围工作的真空泵。
8）增压泵增压泵通常指工作在低真空泵和高真空泵之间，用以提高抽气系统在中间压强范围的抽气量或降低前级泵抽气速率要求的真空泵。
3.1.5 真空泵型号及规格的表示方法根据中华人民共和国机械行业标准JB/T7673-95的规定，国产各种真空泵是由基本型号和辅助型两部分组成，两者中间为一横线。
其表达型式为123—456。
格中数字123表示基本型号，456表示辅助型号。
国产真空泵的型号通常以表3-2中的汉语拼音字母来表示。
若在拼音字母前冠以“2”字，则表示泵在结构上为双级泵。
某些真空泵系列对其抽气速率则以几何级数来分档。
其单位是“L/S”。
共分18个等级，分别为0.2，0.5，1，2，4，8，15，30，70，150，300，600，1200，2500，5000，10000，20000，40000。
真空泵系列有时也可用泵的入口尺寸来表示，其单位是“mm”。
由于泵的种类较多，选用时应参阅不同生产厂家的产品说明书式样本，是很重要的。
表3-2 常用真空泵的汉语拼音代号及名称。