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                                              資料詳情 TECHNICAL

                                              渦輪分子泵的結構及工作原理

                                               發表時間:2022-10-19

                                                     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,耐大氣沖擊,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。渦輪分子泵廣泛用于高能加速器、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制造工藝中。

                                                    渦輪分子泵的結構

                                                      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。

                                                     渦輪分子泵工作原理

                                                     主要有立式和臥式兩種。

                                                     分子泵的核心部件是旋轉葉片和固定葉片(如圖)。旋轉葉片的轉速達1800~90000rpm,葉片端的速度達數百m/s,接近分子的平均速度,通過和氣體分子的碰撞將氣體分子搬運到排氣口。當對向設置的旋轉葉片進行高速轉動時,氣體分子從吸氣側運動到排氣側的幾率是A,氣體分子從排氣側反向運動到吸氣側的幾率是B。旋轉葉片撞擊氣體分子,氣體分子碰到固定葉片之后再次飛向下一個旋轉葉片,最終被彈向排氣口,使得A>B,實現排氣功能。
                                               
                                               
                                              立式渦輪分子泵
                                               
                                                      分子泵的排氣速度= 吸氣側開口面積×11.6×A/B.p
                                               
                                                      式中 p——壓強的上升值。
                                               
                                                      葉片的角度大,則排氣速度大,壓縮比小。葉片的角度小,則排氣速度小,壓縮比大。分子泵的排氣速度基本上不受氣體種類的影響,泵的極限壓強可達10-8 Pa,但是對輕分子/原子,排氣速度會有所降低。
                                               
                                                     分子泵是一種高速旋轉的機械泵,因此對平衡的要求很高,對固體異物非常脆弱,通常要在分子泵的入口處安裝金屬過濾網。分子泵在工作過程中,如果壓強突然惡化,則有可能損壞葉片。
                                               
                                               
                                               
                                                     常規的分子泵使用軸承來確保葉片的高速旋轉。新型的分子泵采用磁懸浮構造,使得葉片轉速不斷提高的同時,更使分子泵適合超高真空系統,也延長了分子泵的使用壽命。
                                               
                                                     分子泵與油封式旋片泵和渦輪式干泵相比,工作環境更加清潔,而且可以達到極高的真空度。但是,分子泵不能在大氣壓下工作,必須和其他能夠在大氣壓下工作的粗抽真空泵(油封式旋片泵或渦輪式干泵)聯合使用。分子泵構造復雜、價格昂貴,高速旋轉工作時會有振動。
                                               
                                                     分子泵的抽氣機理與機械泵靠泵腔容積變化進行抽氣的機理不同,利用了動量傳遞原理,使分子定向流動而被排出泵外,從而達到抽氣的目的。
                                               

                                               

                                               

                                               

                                               

                                               

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