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| 涡轮分子泵工作原理 ？ |
| 发布时间 ：2014-10-27 浏览 ：4716 次 |
分子泵利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分子，使气体产生定向流动而抽气的真空泵 。 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 ，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 。 涡轮分子泵的结构和工作原理 1958年，联邦德国的W.贝克首次提出有实用价值的涡轮分子泵 ，以后相继出现了各种不同结构的分子泵 ，主要有立式和卧式两种，图1为立式涡轮分子泵的结构图 。 涡轮分子泵主要由泵体 、带叶片的转子(即动叶轮)、静叶轮和驱动系统等组成。 动叶轮外缘的线速度高达气体分子热运动的速度(一般为150～400米/秒) 。 单个叶轮的压缩比很小 ，涡轮分子泵要由十多个动叶轮和静叶轮组成 。动叶轮和静叶轮交替排列。动、静叶轮几何尺寸基本相同，但叶片倾斜角相反 。 图2为20个动叶轮组成的整体式转子 。每两个动叶轮之间装一个静叶轮。静叶轮外缘用环固定并使动 、静叶轮间保持1毫米左右的间隙 ，动叶轮可在静叶轮间自由旋转 。  图 ：涡轮分子泵的动、静叶片图  图1 ：立式涡轮分子泵的结构图  图3：分子泵动叶片的工作示意图 图3为分子泵的一个动叶片工作示意图 。在运动叶片两侧的气体分子呈漫散射。在叶轮左侧(图3a)，当气体分子到达A点附近时 ，在角度α1内反射的气体分子回到左侧;在角度β1内反射的气体分子一部分回到左侧，另一部分穿过叶片到达右侧;在角度γ1内反射的气体分子将直接穿过叶片到达右侧。 同理 ，在叶轮右侧(图3b)，当气体分子入射到B点附近时，在α2角度内反射的气体分子将返回右侧;在β2角度内反射的气体分子一部分到达左侧，另一部分返回右侧;在γ2角度内反射的气体分子穿过叶片到达左侧 。 倾斜叶片的运动使气体分子从左侧穿过叶片到达右侧 ，比从右侧穿过叶片到达左侧的几率大得多 。 叶轮连续旋转 ，气体分子便不断地由左侧流向右侧，从而产生抽气作用 。 涡轮分子泵的性能和特点 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 。 泵的极限真空度为10-9帕 ，工作压力范围为10-1～10-8帕 ，抽气速率为几十到几千升每秒(1升=10-3米) 。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 。 分子泵本身由转速为10000～60000转/分的中频电动机直联驱动。 推荐阅读 |
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