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,…     

一种抽速为16升/秒、重量仅1450克的应用于空间的微型涡轮分子泵

不久前,西德普发伊费尔(Pfeiffer)公司为美国国家宇航局(NASA)研制成功了一种应用于空间的微型化涡轮分子泵。这种泵随同星际飞行器一起飞向太阳系的外层行星(飞行时间约为9年),随同探测器一起降落到木星的大气层并在该过程中使质谱仪抽真空,以分析那些还远未为人们所知道的大气层成份。 新研制成的泵为TPU025型泵,图1,图2,是一种微型化的涡轮分子泵。泵要求在10-5毫巴的压力下工作,因此要求将泵制造得尽可能地小,对一切气体的抽速必须要恒定。 抽速:对氢22升/秒;对氦20升/秒,对甲烷18升/秒;对氮16升/秒;对氩15升/秒。 压缩比:对氢的压…     

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…     

涡轮分子泵的发展近况

一、前言1913年,盖德提出了一种新型的与位移原理无关的机械真空泵。他的分子牵引泵实际上是这样的设想:气体分子不断地与运动着的固体表面相碰撞,按一定的方向被抽出。基于同样的设想盖德发明了扩散泵,在扩散泵中,气体分子被高速喷射的蒸汽分子带出。他将几级泵串联在一起,当前级压强为1毫巴时,对空气的压缩比达到10~6,抽速为1升/秒。一种改进的盖德分子牵引泵在1923年由霍尔维克(Hol week)提出。转子在具有环形槽的圆柱筒中转动。它所达到的抽速约为5升/秒,对空气的压缩比为10~6的好几倍。     

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。     

国外新产品

PFEIFFER—TURBO 040型涡轮分子泵 西德普法伊费尔公司最近研制成一种新式的微型涡轮分子泵──PFEIFFER-TURBO 040型泵,这是已知涡轮分子泵中最小最轻的泵。这种泵为单流式结构,具有其他涡轮分子泵的全部优点,抽速可充分进行利用,泵可以在任何位置进行安装,从直立式乃至水平位置都可以。另外,泵采用新式的混合轴承,因此使泵达到了最小的振动和最低的噪音,这样就更适用于真空分析仪。这种泵采用对流式空冷,冷却装置成为泵内的一个部件。采用各种不同的高真空连接法兰,使泵很容易连接到各真空系统上。 泵的对氮抽速为 40升/秒,对…     

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…     

关于涡轮分子泵性能测试方法的几点意见

近几年来,由于高能物理、宇航工程、受控热核装置和半导体电子工业等部门对真空技术提出一些新的要求,促使用机械方法获得无油超高真空的涡轮分子泵在研制与应用方面得到进一步的发展。许多国家已形成抽速由每秒几十升到每秒几千升的产品系列。国内自77年[1]以来也有不少单位分别研制成功了抽速为450、600、1200和1500升/秒四种类型的立式涡轮分子泵,有的已批量生产。涡轮分子泵具有一些与其他真空泵不同的工作特点,需要有相应的性能测试方法。1976年国际上ISO制订了《涡轮分子泵工作特性测试方法(修订本)》(以下简称《ISQ方法》,其译文…     

抽速350升/秒的立式涡轮分子泵

描述了一种涡轮分子泵的结构和性能,这种泵按照现代工艺要求已达到了最佳性能,立 式单向流和直接驱动的高速旋转轴的特点为我们提供了不少方便。结构紧凑、转动平稳、 高抽速和高压缩比,乃是涡轮分子泵的最重要特性。该泵的物理性能达到了最佳化并做了一 些试验。作为最佳性能参数如叶轮,叶片角度以及级数等都是通过计算机计算得到的。根据 一系列泵试验所得到的性能数据,对抽速、压缩比、启动时间、功率消耗等问题作了阐明和 讨论。初步研究一下涡轮分子泵的新结构,再查阅一下Gaede,Siegbahn,Becker,Shapiro及Kruger所发表的有关文献,便…     

玻璃扩散泵的新发展(Ⅲ)

本文对超真空玻璃油扩散泵获得大抽速作了一些分析,认为采取扩大泵的腔体和进气口径是克服玻璃材料强度差,获得较大抽速的两种好办法。并介绍了两种新型超高真空凸腔玻璃油扩散泵的设计和特性,泵的极限真空是1x10～-15乇,抽速分别是550升/秒, 850升/秒。 一、概述 油扩散泵增加抽速,除在结构上改进外,最有效的途径是扩大泵径。扩大泵径目的是为了使各级喷咀得到大的过流面积和大的进气口径,大幅度地增加油扩散泵的抽速。影响油扩散泵高真空抽速的主要部分是顶喷咀的过流面积,对顶喷咀来说,为了有利于气体分子的扩散,要求工作的蒸汽流是高速…     

镀膜设备上致冷机低温泵的工作性能

迄今为止’人们都喜欢用扩散和涡轮分子泵作为镀膜设备的抽气手段。随着操作可靠和不用保养的低温致冷机的发展，使低温泵同样能应用于镀膜设备。 本文所介绍的试验是使用一台在２０°Ｋ工作温度下具有１０瓦致冷功率的低温泵，其对氮的抽速为４５００升／秒，对氢为７０００升／秒。对氢具有这样高的抽速，这对镀膜设备正是特别重要，在低温面上涂上活性碳才能达到这样高的抽速。     

2ZJ—150双级机械增压泵研制总结

一、概述 机械增压泵即通常所谈的罗茨真空泵。它是一种用机械的方法来获得“中真空”的设备。是一种高速旋转机械。 机械增压系与目前应用较为广泛的油封机械真空泵,油扩散泵相比有其十分重要的特点; (1)机械增压泵在5×10-1×10-2托压强范围内,具有稳定的大抽速,可达名义抽速。然而油封机械真空泵在10-2托时,实际抽速下降的很严重,不到名义抽速1/10。而油扩散泵此刻尚不能正常工作。假设某一真空系统要求在10-2托时抽速达600升/秒。如选用H-150型滑阀泵,此时每台泵的实际抽速只有15～20升/秒,需要有 30～40台泵并联使用才行。这会造成设…     

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。     

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。     

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。     

透平式分子真空泵叶片式工作轮主要尺寸的确定

本文提出了透平式分子真空泵叶片式工作轮主要尺寸的确定方法。以保证工作轮的密封结构和叶片根部断面的许用应力为前提,给出工作轮的内外径的最佳关系。并导出与叶片材质的机械物理性质和工作轮叶片内外径之比有关的工作轮外径的许可的园周速度的计算式。 抽速为400～500升/秒以上的透平式分子真空泵通常采用叶片式工作轮。因为这时采用那种小的和中等抽速的分子泵中所采用的那种径向槽式工作轮将会引起泵的径向尺寸增加,制造工艺困难.特别是,实际上不可能建造具有大抽速的泵。在中等和大抽速的透平式分子真空泵中都采用这种制造比较简单的…     

涡轮分子泵压缩级叶轮对抽速的影响

本文论述了涡轮分子泵压缩级叶轮对分子泵抽速的影响,并导出了它们之间的解析关系式。然后,论证了泵的抽速与被抽气体分子量关系中的驼峰,以及抽速随转速升高而“S”型增加等现象均是由于分子泵中采用了两种或者两种以上抽速不相等的叶轮造成的。最后,还给出了确定分子泵吸气级叶轮级数的方法。     

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。     

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。