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
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• • • 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%。
无油蒸气污染或污染很少，能获得清洁的超高真空。 涡轮分子泵广泛用于高能加速器、可控热核反应装置、重粒子加速器和
高级电子器件制造等方面。
涡轮分子泵性能
泵的排气压力与进气压力之比称为压缩比。压缩比除与泵的级数和转速有关 外，还与气体种类有关。 分子量大的气体有高的压缩比。 涡轮分子泵必须在分子流状态(气体分子的平均自由程远大于导管截面最 大尺寸的流态)下工作才能显示出它的优越性,因此要求配有工作压力为 1～10-2帕的前级真空泵。
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牵引分子泵结构
牵引分子泵工作原理
牵引分子泵的泵腔内有可旋转的转子，转子的四周带有沟槽并用挡板隔开。 每一个沟槽就相当于一个单级分子泵，后一级的入口与前一级的出口相连。转 子与泵壳之间有0.01mm的间隙。气体分子由入口进入泵腔，被转子携带到出口 侧，经排气管道由前级泵抽走。
牵引分子泵特点
• 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。 • 牵引分子泵的缺点是抽速小，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。曾一度被结构和制造简单，抽 速大的扩散泵所代替。 • 牵引分子泵的入口压强为1Pa，特殊构造的可超出1Pa，并能向大气排气， 这样的泵不适于反复迅速排气，只适于粗抽后的连续排气。由于排气量低，
涡轮分子泵结构
涡轮分子泵结构
涡轮分子泵结构特点
• 涡轮分子泵都是由多级叶列组成的，转子与定子按次序交替排列，叶列的级 数由泵要求的压缩比来确定，一般涡轮分子泵有15~31级叶列。 • 若要提高抽速，叶列几何参数应选a/b≥1.0，=30o~40o
• 若要提高压缩比，则应选a/b ≥0.5， =10o~20o
分子泵简介
分子真空泵
分子泵发展历史
分子真空泵（分子泵）是1913年德国人盖德（W. Gaede）发明的，之后他 又以气体的外摩擦作用为分子泵奠定了理论基础。——利用了气体的外摩擦 输运现象，也就是分子牵引力，所以称为牵引分子泵。 1956年，德国人贝克（W. Becker）发明了涡轮分子泵，以高速旋转的动 叶片和静止的定叶片配合来实现抽气，极限压强可达10-9Pa以下。 1972年出现了涡轮-牵引复合分子泵，采用螺旋动密封，可直接向大气排 气。 近年来，空气轴承和磁悬浮轴承的应用，使分子泵作为清洁真空获 得设备更加完善。
容易卡住，所以牵引分子泵应用较少。
复合泵结构
复合泵特点
复合式分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
当Ⅰ侧的气体分子与叶片相碰后反射方向在α1角内的将又
回到Ⅰ侧；撞击在γ1 角内再反射的气体分子将进入Ⅱ侧；反
射方向在β1角内的气体分子最后将进入到Ⅱ侧或散射回Ⅰ侧。
涡轮分子泵工作原理
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涡轮分子泵特点
涡轮分子泵的优点是启动快；
能抗各种射线的照射； 耐大气冲击；
无气体存储和解吸效应；
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
涡轮叶片与盘式牵引泵的组合
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涡轮分子泵工作原理
取涡轮分子泵的一个转子叶列，叶片的倾角为, 厚度为t， 叶片间距为a，长度为b，叶片可看成是彼此平行的长平板。 转子叶片将空间分割成空间①和②。
气体分子从空间①经过叶片进入空间②的几率为 W12，反向几率为W21。
涡轮分子泵工作原理
α1﹤α2， γ1﹥γ2
W 12 W 21
• 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