涡轮分子泵的统计理论

现有涡轮分子泵理论有一定的局限性和片面性。本文从统计物理出发,分析了涡轮分子泵的工作原理,证明了涡轮分子泵的抽气作用并不是 Gaede 分子拖动原理的一种类推,而是由于叶片与被抽气体之间的高速相对运动使入射分子与上下叶片表面的碰撞几率以及从叶轮一侧直接飞入另一侧的几率不相等。对于这种泵来说,分子拖动理论实际上只是在叶片速度不很高时的一种近似数学描述。当叶片速度接近被抽气体分子的热运动速度时,泵的抽速和压缩比将趋向饱和,即进一步增加叶片速度时,泵的抽速和压缩比均不可能有显著增加。最后还用统计理论讨论了有限长叶片的何氏系数和压缩比,其结果与实验符合得很好。     

涡轮分子泵发展及使用趋势

评述近二十年来涡轮分子泵的发展,并讨论实际的工艺状况,抽速从110升/秒到9000升/秒左右的不同结构的涡轮分子泵已在市场上出售。 阐明了最重要的结构参数(转子几何形状,叶片形状及转速),对涡轮分子泵基本工作特性(抽速和压缩比)的影响。 对单向气流(“立式”)和双向气流(“卧式”)涡轮分子泵,从生产成本、振动情况、可靠性及售出后的服务等方面,作了比较和讨论。 除以传统的油润滑滚珠轴承为基础的分子泵外,近几年在市场上还出现几种使用所谓“干式”轴承的涡轮分子泵。这些具有气体或电磁转子轴承的涡轮分子泵,由于轴承的结构复杂,其价格…     

关于涡轮分子泵的调频起动及FB型分子泵专用电源的工作特性

近些年国内在立式涡轮分子泵的试制和生产上取得了很大成绩。分子泵具有良好的性能,除泵体本身的精心设计和加工制造外,它的专用电源在保障分子泵运行稳定、不受冲击载荷、延长涡轮叶片的寿命以及缩小分子泵体积等方面,都起着积极的作用。因此分子泵专用电源性能的好坏,常常成为一个重要的问题。这是因为分子泵电源是一种能够使异步电机获得良好的调速特性的专用电源,如果我们在试制中对这种电源应具有的工作特性注意不够,就不可能在与泵体的配合上取得满意的结果。 一、涡轮分子泵在加速过程中 对调频调压调速电源的要求 由于涡轮分子泵的…     

复合分子泵抽气特性算法改进与结构优化

采用蒙特卡洛方法计算单级涡轮叶列传输几率,引入气体分子与固体壁面反射适应系数模型,评估不同反射条件对单级涡轮叶列抽气特性的影响。采用积分中值法计算涡轮叶列传输几率,提高涡轮级抽气特性的计算精度。采用分段流态判别法计算牵引通道的抽速和压缩比,减少牵引级抽气特性的计算误差。提出涡轮级与牵引级之间的三种过渡结构,实现复合分子泵抽气特性的级间匹配,提高复合分子泵的性能。提出牵引级阻挡结构和分段式结构,有效减少牵引转子与定子间的间隙泄漏,提高复合分子泵的整体性能。通过算法改进,提高了涡轮分子泵抽气特性的计算精度;通过结构优化,提高复合分子泵抽气性能,为高性能复合分子泵开发奠定了基础。     

前级真空泵抽速对涡轮分子泵抽空性能的影响

一、前言 涡轮分子泵是一种能获得清洁超高真空的真空获得设备。它具有在极宽范围内抽速恒定、对被抽气体无选择性、起动快、操作方便等特点,目前已广泛应用于高能物理,表面物理,等离子体技术,各种分析仪器,电真空器件生产和真空技术各领域。 目前所生产的涡轮分子泵,是必需在有前级泵的条件下工作的真空泵。实验表明,由于级泵抽速的不同和前级泵联接管道的差异,对涡轮分子泵的性能测试结果有较大影响。涡轮分子泵的性能测试规程,规定其前级抽速是涡轮分子泵对不同气体名义抽速的 0.02至0.1倍。据此,如测定110升/秒抽速的涡轮分子泵性能时,…     

涡轮分子泵在磁场中的问题

随着涡轮分子泵在等离子物理学中应用的增加，在涡轮分子泵附近的强磁场问题，越来越经常地被提出来了。假如涡轮分子泵的旋转叶片，以高速度在磁场中旋转的话，则旋转叶片中的涡流，会引起泵的意外发热。每台涡轮分子泵的磁力线密度，由一系列泵的实验来测定。对磁场比较高的密度来说，必须使用屏蔽元件，因为泵的旋转叶片过分发热，会引起泵的损坏。     

涡轮分子泵的技术与应用

涡轮分子泵最初仅用来获得超高真空。目前这种泵已经广泛地应用在许多技术领域中,诸如半导体生产、电子显微镜、薄膜与核聚变技术等。符合现代标准的涡轮分子泵应即能满足上述技术的要求,同时又不必耗费更多的资金。先进的分子泵对所有气体的抽速几乎是相同的。本文介绍了借助某些简单的计算公式计算法兰直径、材料质量以及叶片形状等因素对抽速与工作频率产生的影响。文章讨论了不同的驱动电机和轴承所具有的优点和弊端。本文还介绍了为满足抽出腐蚀性气体、核聚变以及空间技术的要求对泵结构进行了专门的改进。 1.导言 自从1956年发明涡轮…     

油蒸汽流泵的抽速表达式

通常将油扩散泵和扩散喷射泵(油增压泵),统称为油蒸汽流泵。其工作原理与涡轮分子泵相似。在涡轮分子泵中。由高速旋转的叶片带走气体分子,以完成抽气过程。而在油蒸汽流泵中,抽气过程是由各级喷嘴吹出的高速蒸汽射流,把被抽气体(空气)分子携带到前级压力端。实践证明,无论是涡轮分子泵、油扩散泵或扩散喷射泵,在其相应压力范围内,都具有平滑的抽速特性曲线。 多年来各国学者已对油蒸汽流泵的抽气过程,进行过深刻的分析和讨论。最近德国学者M.Wutz更从气体动力学的角度来探讨油扩散泵的机理,提出了泵的何氏系数的计算表达式。国内许多专家…     

涡轮分子泵抽气性能计算的误差分析

采用数据回归方法,建立了不同叶片倾角、节弦比条件下单级涡轮叶片正反向传输几率与速度比的数学关系式,通过计算机编程可直接获得单级涡轮叶片的正反向传输几率,进而求出涡轮叶片的抽气性能,提高了计算效率。分别采用涡轮叶片几何中值参数计算方法、沿涡轮叶片齿长逐段积分方法,对单级涡轮叶片和涡轮分子泵的抽气性能进行了计算,并与实验结果进行了对比。发现:采用涡轮叶片几何中值参数计算涡轮叶片抽气性能存在误差,对涡轮分子泵抽气性能的计算值偏高,其计算误差远大于分段积分法的计算误差,后者更适用于对分子泵抽气性能的设计计算。     

现代涡轮分子泵理论的研究

由于涡轮分子泵叶轮的线速度比较低(一般小于氮气分子的热运动速度),使得原有的叶列抽气模型不符合泵的实际工作情况。本文用传输几率理论对涡轮分子泵的抽气机理作了探讨,提出了适合于叶片速度比在0～1之间的抽气模型,为改善和提高现代涡轮分子泵在低叶片速度比条件下的抽气性能提供了理论依据。从同样的机理出发,还可以分析原有组合叶列的理论结果与实验结果存在偏差的原因,并建立了组合叶列的修正理论计算公式。最后用实验验证了本文的分析结果。     

分子泵的世纪回顾与展望

分子泵自1912年诞生以来,至今已快近一个世纪了,它在初期进展较缓慢,在1970年以前,分子泵的应用还仅限于核物理,电真空,表面科学等领域,但近20年来由于半导体产业的兴起和薄膜工业的发展,分子泵才被人们所重视,并得到了兴旺和发达,现代的分子泵已发展到实用和普及的阶段,本文回顾了分子泵分析近百年的发展历史,详细地介绍了分子泵在各个时期的发展状况,对初期的分子泵,涡轮分子泵,磁悬浮轴承和气体静压静轴式涡轮分子泵,复合式分子泵,低温型涡轮分子泵,新型牵引分子泵,陶瓷涡轮分子泵,轴反应生成物的涡轮分子泵和极高真空涡分子泵等做了重点的分析,最后指出分子泵的发展前景。     

涡轮分子泵的整机动平衡

由于涡轮分子泵在高转速下工作作,其转子的不平衡量引起的振动将会影响分子泵的性能和工作环境,严重时可引起破坏,因此,对分子泵的转子必须经过严格的动平衡。本文介绍了用影响系数法对FB-110型涡轮分子泵进行整机动平衡的步骤,以及测量不平衡响应幅值、相位的方法,并用计算机程序控制平衡过程,程序采用人机对话的方式,简单易懂。实验结果表明。影响系数法平衡涡轮分子泵是切实可行的,而且残余不平衡响应可低于设计指标的要求。分子泵外壳振动通常小于0.05μm。     

短叶片涡轮分子泵—一种复合分子泵

本文分析了涡轮分子泵和拖动分子泵抽气机理的不同物理图象，并论证了短叶片涡轮分子泵的抽气作用是这二种分子泵抽气机理同时作用的结果，从而，这种泵具有涡轮分子泵和拖动分子泵的共同优点。     

前级泵中氦气滞留的测量

现已开发了一种简单技术可对各种前级泵暴露到氦气后恢复时间作比较，试验中使用了一种回流型配置，以控制氦气质量流量的方式向前级泵提供已知的气体负载。此前级泵是涡轮分子泵的前级。使用四极质谱仪测量涡轮分子泵上方的氦浓度。     

基于Pro/E的涡轮分子泵涡轮叶片的程序设计

在Pro/E环境中针对涡轮分子泵的涡轮叶片(动片和静片)编写了专用的3D模型设计程序,使涡轮分子泵繁琐的叶片建模变得快速、简洁而准确。通过引用该程序,在规划好涡轮叶片参数的情况下,在数十秒时间内即可创建出一片涡轮叶片的3D模型,大大缩短了产品的3D建模周期,降低了设计成本,尤其是在产品设计初期需对叶片参数反复修改和调整进而优化产品性能的情况下,更能显示出该程序的优越之处。     

粒子加速器用磁滞式电机的涡轮分子泵

普通的涡轮分子泵采用电子变频电源或频率变换器，来提供涡轮分子泵的起动电源（频率发生器）和速度调节的保护控制。由于从几种设计中受到启发，研制了一种带有自动同步磁滞式电机的涡轮分子泵，用于核物理加速器或其它大型设备中。该电机不要求特殊专用电源。本文介绍了一种可以由中心电源操纵的涡轮分子泵，中心电源可以提供稳定电压和中频电源。该涡轮分子泵能够直接接在电源上，对于涡轮分子泵的广大用户来说，这样可以大幅度降低购价和安装费用。     

复合式分子泵

本文介绍一种新型涡轮分子泵──复合式分子泵,文中首先叙述了盖德牵引分子泵和贝克的涡轮分子泵以及现在流行的涡轮分子泵存在的缺点,接着介绍了复合式分子泵的结构和性能特点,最后介绍它的应用情况。 (一) 盖德在1911年发明了分子泵,其工作原理如图1,在定子2中有一光滑的园柱形转子以很高的速度旋转,当环形沟槽中的气体分子碰到园柱体表面时,气体分子就得到一个附加的冲力,其方向与转动的园柱体旋转方向一致。如果上部间隙减少到很小时,那么被旋转体带走的气体分子就被压缩到排气口4中,这样进气口5中的气体分子数大大减少就形成真空,这种…     

涡轮型高真空泵的结构和性能

涡轮分子泵实质上是为抽稀萍气体而设计的轴流压缩机。最早的开拓者或多或少继承了轴流压缩机的传统分级排列，当时，对交替排列的动，定叶列间的分子轨迹曾用模拟数学计算法予以确证。现代开展的泵大都为组合排列与混合排列结构，它们由涡轮分子组和涡轮牵引级组成，而且装在一个泵壳内的同一轴上。     

涡轮分子泵入口接管束流效应的蒙特卡洛计算

在入口管路束流效应和涡轮端盖反射作用的双重因素影响下,以纯分子流态经泵前入口管道流向涡轮分子泵环形一级动叶列抽气面处的气体分子,其入射密度是不均匀分布的。本文基于自由分子流态基本假设,建立入口直圆管道计算模型,采用试验粒子蒙特卡洛方法,利用Molflow+软件,模拟被抽气体分子经泵入口到涡轮叶列抽气面的飞行过程及行为;数值计算得到气体分子到达涡轮转子一级动叶列入射平面的密度分布和气体通过入口管道的传输几率,并分别经回归分析拟合给出二者的计算公式,可为涡轮分子泵抽气性能的后续研究提供更精确的理论数据;算例证明,以此分布计算分子泵一级动叶列的正向传输几率,比采用均匀分布假设的积分中值法的计算结果偏小。     

关于涡轮分子泵的安全使用问题

本文叙述了关于涡轮分子泵安全使用的一些技术问题.首先对涡轮分子泵的构造特点作了介绍,其次对涡轮分子泵的故障类型、损坏原因,进行了分析.最后从设计和使用上的安全对策进行了讨论,以便更好的使用涡轮分子泵.