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實驗室真空系統(tǒng):復(fù)合式分子泵的結(jié)構(gòu)特點

2021-09-02 10:30:27

實驗室真空系統(tǒng):復(fù)合式分子泵的結(jié)構(gòu)特點

復(fù)合式分子泵是渦輪分子泵與牽引分子泵的串聯(lián)組合,集兩種泵的優(yōu)點于一體。泵在很寬的壓力范圍內(nèi) (10-6 ~ 1Pa) 具有較大的抽速和較高的壓縮比,大大提高了泵的出口壓力。法國 Alcatle 公司生產(chǎn)的一種采用氣體靜壓軸承和動密封的復(fù)合分子泵,可以做到全面無油,且不用前級泵直接向大氣中排氣。

復(fù)合式分子泵的形式很多,按結(jié)構(gòu)分,主要有兩種:一種是渦輪葉片與盤式牽引泵的串聯(lián)組合;另一種是渦輪葉片與筒式牽引泵的串聯(lián)組合。渦輪級主要用來提高泵的抽速,一般采用有利于提高抽速的葉片形狀,級數(shù)在 l0 級以內(nèi)。牽引級主要用來增加泵的壓縮比,提高泵的出口壓力。

盤式牽引級是在平板圓盤平面上按一定規(guī)律開出數(shù)條型線溝槽,然后將數(shù)塊圓盤串接起來構(gòu)成,型線有阿基米德螺線、對數(shù)螺線、圓弧線等。抽氣時靠高速轉(zhuǎn)動的圓盤對氣體分子進行“拖動”,使其沿溝槽作由內(nèi)向外及由外向內(nèi)的往復(fù)折回的定向流動,從而達到抽氣目的。

筒式牽引級是在圓筒形的轉(zhuǎn)子或定子的圓柱面上開一定斷面形狀的溝槽,如矩形、圓弧形、三角形及其它形狀的多頭螺旋槽。由于簡式牽引泵型線溝槽開在轉(zhuǎn)子圓柱外表面或泵體內(nèi)表面上,因此可以充分利用圓柱外圓較高的線速度對氣體分子進行動量傳遞,提高泵的抽氣效果。在設(shè)計制造中,可以通過改變螺旋溝槽通道與抽氣方向之間的夾角 ( 螺旋升角 ) 來達到較理想的抽氣效果。

在復(fù)合分子泵的設(shè)計中,必須處理好渦輪級與牽引級之間的應(yīng)配和銜接關(guān)系。由于渦輪級有較大的抽氣面積,抽速很大,而牽引級溝槽抽氣面積較小,在兩種結(jié)構(gòu)的聯(lián)接處,由渦輪葉片壓縮下來的氣體分子的流動方式突然轉(zhuǎn)變,使氣體分子的運動在聯(lián)接處由有序變成無序,至使返流增加,抽氣能力下降。因此,在設(shè)計時應(yīng)在渦輪級和牽引級轉(zhuǎn)換處加上過渡級結(jié)構(gòu),以提高泵的抽氣性能。

隨著復(fù)合分子泵的不斷改進,其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,在某些抽氣系統(tǒng)上可以替代擴散泵,縮短了系統(tǒng)的抽氣時間,并可獲得無油污染的清潔真空環(huán)境。




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