「涡轮分子泵」涡轮分子泵为什么要在高真空环境工作

今天我们来聊聊涡轮分子泵,以下6个关于涡轮分子泵的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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涡轮分子泵的工作原理是什么？

涡轮分子泵的抽气原理是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。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。分子泵是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可分为：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，被驱送到泵的出口。2)涡轮分子泵 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的。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型的分子真空泵。

涡轮分子泵的性能特点

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。对氮（或空气）的压缩比为108～109；对氢为102～104；对分子量大的气体如油蒸气则大于1010。

泵的极限压力为10-9Pa，工作压力范围为10-1～10-8Pa，抽气速率为几十到几千升每秒（1L=10-3m3）。

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1～10-2Pa的前级真空泵。

分子泵本身由转速为10000～60000转/分的中频电动机直联驱动。 抽速大、无油、启动快 工作范围：低真空~中、高真空，大气~超高真空 极限真空： 10-6 / 10-10 torr 缺点：振动、成本高、易损

为什么分子泵不能直接在大气压下工作？

如果直接暴露在大气压下会导致泵内压力过高，从而碎泵。分子泵是一种机械式增压泵。通过动翼将分子流导入，再通过静翼阻止气体分子的返流，如此将气体分子进行层层压缩，达到抽气效果。分子泵需要前级泵将压力抽至几十Pa时才能启动工作，分子泵用在提高真空的环境。

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。泵在很宽的压力范围内具有较大的抽速和较高的压缩比，大大提高了泵的出口压力。

法国 Alcatle 公司生产的一种采用气体静压轴承和动密封的复合分子泵，可以做到完全无油，且不用前级泵直接向大气中排气。

盘式牵引级是在平板圆盘平面上按一定规律开出数条型线沟槽，然后将数块圆盘串接起来构成，型线有阿基米德螺线、对数螺线、圆弧线等。

复合式分子泵的形式很多，按结构分，主要有两种，一种是涡轮叶片与盘式牵引泵的串联组合；另一种是涡轮叶片与筒式牵引泵的串联组合。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 l0 级以内。

涡轮分子泵为什么需要冷却

涡轮分子泵主要依靠告诉旋转的叶片对气体分子施加作用力，并使气体分子向特定的方向运动，在工作期间，转子叶片去抽气气体分子摩擦生热，使高速旋转的转子与泵体之间产生温升，故此需要通冷却水冷却。

注意分子泵的开启，为什么开始抽真空不能直接开动分子泵？

分子泵是依靠大量叶片旋转，将动能传给气体分子，是气体分子获得动能，来达到抽真空效果。只能在高真空下才能正常工作，正常启动需要真空度达到5Pa以下。

当真空泵停止运行时，泵内的液体回落到液体源，泵体及吸液管内充满了空气。当再次启动时，叶轮抽吸空气，虽能形成一定的负压，但该负压尚不能将空气下面的液体连带提升上来，因为液体的重力作用，当负压达到一定值时，空气可从叶轮中返回，所以空气无法再从叶轮中抽出。

结构特点

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。泵在很宽的压力范围内（（10-6～1Pa）具有较大的抽速和较高的压缩比，大大提高了泵的出口压力。法国Alcatle公司生产的一种采用气体静压轴承和动密封的复合分子泵，可以做到完全无油，且不用前级泵直接向大气中排气。

磁悬浮分子泵工作原理

它是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可分为: 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，被驱送到泵的出口。 2)涡轮分子泵 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的。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型的分子真空泵。

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