一种获得无油高真空和超高真空的新式高效涡轮分子泵

对涡轮分子泵的性能作了简单的总结之后就开始考虑到设计一种新式的高效涡轮分子泵。通过提高转子的转速或者改进转子叶轮的几何形状，就能提高抽速。压缩比和抽速之间的关系是设计新式涡轮分子泵的决定性因素。对氢气的压缩比在低于３００时就会造成对轻气体（Ｈ２，Ｈｅ）的抽速的显著下降。 由所能达到的最大有效抽速和维修问题来决定是卧式转子还是立式转子。本文指出，目前先进的高效涡轮分子泵应该是卧式双转子、不透光性的叶轮结构、合适的最佳泵体和由电子传动。     

改进的涡轮分子泵

本文介绍了一种抽速达1600升/秒的最新式涡轮分子泵的结构和性能。为了达到所要求的抽速,叶片的几何形状、叶轮的排列方法,以及压缩比的选择,都是根据不含有经验成分的理论,从大量模型泵中计算出来的。这种泵的机械尺寸与十年前相同,而抽速却超过了10倍。新型泵还安装了一种对水蒸汽抽速为1600升/秒的多层液氮致冷板。 1958年N.Becker描述了第一台商品化的轴流涡轮分子真空泵(普发伊费尔公司 TVP500型)。Becker认为,涡轮分子泵的工作原理来源于盖德的分子牵引抽气的理论,所不同之处在于它在工作时在互相牵引面之间采用较大的间隙,而且这…     

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,…     

涡轮分子泵中一种新的高效叶轮

本文介绍涡轮分子泵的一种新发展起来的高效叶轮。它是以下述两点考虑出发的： １．试验表明，叶轮在不透光时压缩比和抽速为最佳； ２．为了获得最大压缩比和抽速，必须有相当高的园周速度。 可是，以上两点却往往为叶片的强度性能所限制。 本文所介绍的叶轮，其叶片由于形状合理而转速可以显著地提高。因此，整个半径都是不透光的。迄今为止这种很多人已考虑过的用这种方法可以制得高效叶轮的思考和计算的正确性已通过实验而得到了证实。     

分子泵性能测试的工程误差探析

针对当前普遍采用的分子泵抽气性能测试方法与程序,讨论用升压法测量涡轮分子泵压缩比时实测计算值与真实值之间客观存在的差异,并讨论用其测量复合分子泵压缩比的可行性;分析用滴管流量计法测量分子泵(涡轮分子泵和复合分子泵)抽速时可能产生的直接或间接的误差,并提出消除此类误差的基本思路,基于此思路,在实际工程中可得到科学可靠的更能客观反映产品性能的测试数据.     

多重拖动分子泵的原理,性能和应用

介绍一种新颖拖动分子泵的工作原理、性能及其应用。该泵结构简单,抽气流量和入口压强比涡轮分子泵高１００倍,抽速拉近涡轮分子泵,粘滞损耗比罗茨泵低得多。最后还讨论了新泵的发展趋势。     

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…     

空冷型涡轮分子泵的研制

本文介绍新研制的空冷型涡轮分子泵系列。性能测试和现场试验与过去的水冷型相比，在抽速、压缩比、极限真空、剩余气体、振动、噪声等方面都得到了等于或超过以前的结果。新型空冷涡轮分子泵的特点是： （１）不需水冷，所以安装和操作简单，而且可靠。 （２）润滑油的寿命长，超过一年。 （３）与溅射离子泵和冷凝泵等其他超高真空泵相比，运转和维护费用最低。 该新系列的研制是把日本岛津多年经验的飞机用高速转动机器和各种真空机器的设计、制造技术为基础而实现的。同时还研制了具有不同特点的控制回路和保护回路的泵用高频电源。因为涡轮分子泵既适用于无油反复抽降，也适用于长时间超高真空抽气，所以可望广泛应用．目前研制的空冷涡轮分子泵有抽速 ２２０升／秒、４５０升／秒和１４５０升／秒三种规格。     

间隙对涡轮分子泵性能的影响

本文分析了涡轮分子泵内动叶片和定片间空隙所产生的影响，讨论了一个基于级间反流传导的简单模型。作者把单级的分析结果结合起来，用来评定多级泵的性能。计算结果表明间隙尺寸对抽速影响很小，而对压缩比的影响却是惊人的，尤其是对于高分子量的气体。最后，本文对不同间隙计算出来的压缩比和抽速与实验结果进行了比较。     

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。     

涡轮分子泵组合叶列几何参数优化设计方法的研究

本文在分析了组合叶列内在抽气机理的基础上，以涡轮叶片的基本几何参数：叶片倾角，节弦比为设计变量，以气体连续性方程和最大抽速为约束条件，把压缩比做为目标函数，给出求压缩比极大值的计算方法，本文对涡轮分子泵提高抽气性能，改进结构具有实际意义。     

F—1500立式涡轮分子泵研制报告

涡轮分子泵是一种新型的超高真空获得设备,其突出优点是对分子量大的重气体有很高的压缩比,可以有效地消除碳氢化合物对被抽系统的污染,获得清洁的超高真空。 F—1500分子泵是为兴建我国第一个高能物理实验中心而研制的大型超高真空获得设备,根据工程的具体要求,我所经过一年多的努力,自行设计、试制成功。一九七九年六月经第一机械工业部委托辽宁省机械局组织鉴定发给技术鉴定证书。证书指出:“F—1500立式涡轮分子泵对空气抽速和极限压强分别达到和超过协议规定的指标。协议未做规定的对氢抽速,对空气和氢气的压缩比、噪音和振动四项指标…     

超高真空大抽速复合分子泵的设计

本文介绍了一种超高真空大抽速复合分子泵的研制,该型分子泵转子采用了涡轮叶片与螺旋槽式牵引级的复合结构,由整体加工而成。文中重点介绍了复合转子的设计及优化,并对定片隔环一体型结构与复合底盘结构的设计以及改进进行简要介绍。该型复合分子泵的抽速比同口径涡轮分子泵高10%左右,同时具有更高的压缩比与抗前级压力,可以在100Pa的真空压力下启动,排气端不需要匹配较大的前级泵就可满足抽气要求。该型分子泵动平衡性较好,结构简单,集成性较高,整机的制造成本相对涡轮分子泵更低。     

第十六讲 真空系统的操作与维护

(上接2010年第1期88页) 除了涡轮分子泵和钛升华泵各自的优缺点外.涡轮分子泵还由于机械结构与高速旋转的原因,使得它要获得大的抽速较为困难.而钛升华泵造价低,而且易于实现大抽速.目前它的抽速在高真空或超高真空获得设备中是较大的一种,而使用和维护都十分方便.只是由于排除惰性气体性能差而限制了它单泵进入超高真空.考虑到空气中的惰性气体主要是以氩气为主,可以用抽速小一点的分子泵来排除惰性气体,以充分发挥钛升华泵的大吸气性能的优点.     

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。     

涡轮分子泵与钛升华泵的组合真空系统

涡轮分子泵，钛升华泵各自对不同种类的气体有不同的排气性能。利用它们的特性来互相弥补彼此间的缺欠而获得低的极限压强和大的抽速。本文叙述了这种装置的设计方法和试验情况。从设计出发点至达到的预想效果都进行了较系统的介绍。该装置得到了满意的效果，获得１０－１１托的极限压强，对氮气或空气的抽速为３０００开／秒左右，而对于氢气的抽速为１万升／秒。并对涡轮分子泵和钛升华泵联用的系统获得超高真空的方法进行了讨论。     

小型涡轮分子泵静叶片设计与成型技术

针对某小型涡轮分子泵的涡轮级,采用数值仿真方法分析了静叶片的结构参数与抽速和压缩比的关系,计算了叶片成型过程中应力分布,研究了叶片扭转成型工艺。经过样品试制,达到了设计指标要求,验证了本文提出的静叶片设计与成型技术是正确、可行的。     

涡轮分子泵的运用特性

涡轮分子泵是一种纯机械的压缩型排气泵,它具有启动快,可获得洁净的超高真空的特点,目前正日益受到人们的重视。在文献(1)中笔者根据涡轮分子泵的作用原理,推导了泵的两个主要参数,即泵的抽速和压缩比的表示式,并讨论了它们与实验结果比较的情况。泵抽速的表示式为 S=SBDE/(SB+DE) S～GU(l)此处SB──第一级轮叶处的抽速; DE─—进口法兰管道、防裂纲等呈现的流导; G──决定于轮叶几何形状和尺寸的常数; U──泵的转速。 泵压缩比为 K= KI、K2……K. K1～exP(gu)(2)此处K1、K2……Kn表示泵内第1、2……n级轮叶的压缩比; g—决…     

真空获得

大型涡轮分子泵 西德雷勃海拉奥斯公司,最近把Turb-ovac3500泵增添到他们的涡轮分子泵系列中。这是该系列中最大的泵,对氮的抽速为3500升/秒,该泵最重要的特点是对于氢具有高达10000的压缩比,能获得2900升/秒的抽速。这种泵用一个变频器供电和进行自动控制。由于自动控制,使电机的功率消耗,能按工作条件随意调整。只有60厘米高的泵的紧凑结构,最适用于超清洗系统,压力量程很宽,可低达10-10毫巴。应用范围包括:宇宙模拟、等离子体物理、大型真空蒸发淀积装置、分子束系统,退火及熔炼炉及核子加速器等。 可任意选用的真空泵附属装置 潘瓦特(P…     

F—3500型涡轮分子泵设计计算及性能测试

七十年代以来，国内各真空应用领域和科研部门对涡轮分子泵的发展高度重视。许多学者和专家对涡轮分子泵都做了大量的工作。从理论研究到设计制造都积累了许多宝贵经验，目前已趋于完善阶段。中、小型涡轮分子泵的产量逐年增加，泵的主要性能指标接近国外水平，为补全涡轮分子泵的系列，增加大规格产品，进一步满足各使用部门的急需，１９８２年，由原第一机械工业部军工局下达给我所Ｆ－３５００型涡轮分子泵的研制任务。经过三年多的努力，我所自行设计、制造和调试成功。于１９８６年９月通过部级鉴定。鉴定结论指出：Ｆ－３５００型涡轮分子泵的极限压强、压缩比和抽速三项主要性能指标都达到了原设计技术要求，几项参考指标也不低于同类型产品水平。