分子泵是一種通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子將動量傳遞給氣體分子，從而使它們獲得定向速度，并最終被排出的真空泵。它的工作原理是利用轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使得氣體分子與其發(fā)生碰撞并獲得一個(gè)定向速度，隨后這些分子被壓縮并排向前級泵。
分類
分子泵分為三種類型：
1. 牽引分子泵：氣體分子與高速運(yùn)動的轉(zhuǎn)子相撞，從而獲得動量并被驅(qū)趕到泵的出口。
2. 渦輪分子泵：依靠高速旋轉(zhuǎn)的動葉片和靜止的定葉片相互作用來實(shí)現(xiàn)抽氣功能。這類泵通常在分子流狀態(tài)下工作。
3. 復(fù)合分子泵：這是一種結(jié)合了渦輪式和牽引式的分子泵，具有更廣泛的適用范圍和更高的效率。
工作條件
分子泵的工作條件包括：
1. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速至少達(dá)到20,000 r/min，因此分子泵的啟動時(shí)間相對較長。
2. 在氣體處于分子流狀態(tài)的情況下，分子泵需要配備前級泵，通常選擇旋片泵作為前級泵。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
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(diǎn)于一身。在廣泛的壓力范圍內(nèi)（10^-6 ~ 1 Pa），復(fù)合式分子泵具有較大的抽速和較高的壓縮比，顯著提升了泵的出口壓力。法國Alcatel公司生產(chǎn)的復(fù)合分子泵采用了氣體靜壓軸承和動態(tài)密封技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了完全無油操作，并能夠直接向大氣中排氣。
分類
復(fù)合式分子泵的形式多樣，按照結(jié)構(gòu)可分為兩類：一是渦輪葉片與盤式牽引泵的串聯(lián)組合；二是渦輪葉片與筒式牽引泵的串聯(lián)組合。渦輪級主要用于提升泵的抽速，通常采用有助于提高抽速的葉片形狀，級數(shù)不超過10級。牽引級則用于增加泵的壓縮比和出口壓力。
盤式牽引級
盤式牽引級由多個(gè)按特定規(guī)律開有型線溝槽的圓盤組成，型線可能包括阿基米德螺線、對數(shù)螺線、圓弧線等多種形式。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓盤對氣體分子進(jìn)行“拖動”，引導(dǎo)其沿著溝槽做內(nèi)外往返的定向流動，從而實(shí)現(xiàn)抽氣。
筒式牽引級
筒式牽引級的溝槽位于轉(zhuǎn)子圓柱外表面或泵體內(nèi)表面上，這使得圓柱外圓的高線速度得以有效利用，從而增強(qiáng)對氣體分子的動量傳遞，提高抽氣效果。通過調(diào)整螺旋溝槽通道與抽氣方向之間的夾角（即螺旋升角），可以獲得更好的抽氣效果。
設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在復(fù)合分子泵的設(shè)計(jì)過程中，必須妥善處理渦輪級與牽引級之間的匹配和連接問題。由于渦輪級的抽氣面積較大，抽速較高，而牽引級的溝槽抽氣面積相對較小，兩者的連接處會導(dǎo)致氣體分子運(yùn)動的無序性增加，進(jìn)而影響抽氣效率。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)在渦輪級和牽引級之間加入過渡級結(jié)構(gòu)，以改善泵的抽氣性能。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
分子泵的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括：
- JB/T 10771-2007 真空技術(shù) 復(fù)合分子泵
- JB/T 9125-2007 真空技術(shù) 渦輪分子泵
- SJ 3192-1989 立式渦輪分子泵型式與基本參數(shù)
- SJ/T 10097-1991 F-250/1400型立式渦輪分子泵
- SJ/T 11085-1996 立式渦輪分子泵通用技術(shù)條件
- ISO 5302:2003《真空技術(shù) 渦輪分子泵性能參數(shù)的測量》
- GB/T 7774-2007 真空技術(shù) 渦輪分子泵性能參數(shù)的測量
參考資料 >
分子泵的結(jié)構(gòu)和原理圖.真空技術(shù)網(wǎng).2024-09-18
渦輪分子泵是如何工作的？.Leybold.2024-09-18
2022年中國分子泵行業(yè)市場現(xiàn)狀及競爭格局分析 中科科儀引領(lǐng)國內(nèi)分子泵技術(shù)【組圖】.前瞻網(wǎng).2024-09-18
分子泵維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng).歐彼電子科技.2024-09-24