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| 渦輪分子泵工作原理？ |
| 發(fā)布時(shí)間：2014-10-27 瀏覽：4753 次 |
分子泵利用高速旋轉的動(dòng)葉輪將動(dòng)量傳給氣體分子，使氣體產(chǎn)生定向流動(dòng)而抽氣的真空泵。 渦輪分子泵的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)快，能抗各種射線(xiàn)的照射，耐大氣沖擊，無(wú)氣體存儲和解吸效應，無(wú)油蒸氣污染或污染很少，能獲得清潔的超高真空。 渦輪分子泵廣泛用于高能加速器、可控熱核反應裝置、重粒子加速器和高級電子器件制造等方面。 渦輪分子泵的結構和工作原理 1958年，聯(lián)邦德國的W.貝克首次提出有實(shí)用價(jià)值的渦輪分子泵，以后相繼出現了各種不同結構的分子泵，主要有立式和臥式兩種，圖1為立式渦輪分子泵的結構圖。 渦輪分子泵主要由泵體、帶葉片的轉子(即動(dòng)葉輪)、靜葉輪和驅動(dòng)系統等組成。 動(dòng)葉輪外緣的線(xiàn)速度高達氣體分子熱運動(dòng)的速度(一般為150～400米/秒)。 單個(gè)葉輪的壓縮比很小，渦輪分子泵要由十多個(gè)動(dòng)葉輪和靜葉輪組成。動(dòng)葉輪和靜葉輪交替排列。動(dòng)、靜葉輪幾何尺寸基本相同，但葉片傾斜角相反。 圖2為20個(gè)動(dòng)葉輪組成的整體式轉子。每?jì)蓚€(gè)動(dòng)葉輪之間裝一個(gè)靜葉輪。靜葉輪外緣用環(huán)固定并使動(dòng)、靜葉輪間保持1毫米左右的間隙，動(dòng)葉輪可在靜葉輪間自由旋轉。  圖：渦輪分子泵的動(dòng)、靜葉片圖  圖1：立式渦輪分子泵的結構圖  圖3：分子泵動(dòng)葉片的工作示意圖 圖3為分子泵的一個(gè)動(dòng)葉片工作示意圖。在運動(dòng)葉片兩側的氣體分子呈漫散射。在葉輪左側(圖3a)，當氣體分子到達A點(diǎn)附近時(shí)，在角度α1內反射的氣體分子回到左側;在角度β1內反射的氣體分子一部分回到左側，另一部分穿過(guò)葉片到達右側;在角度γ1內反射的氣體分子將直接穿過(guò)葉片到達右側。 同理，在葉輪右側(圖3b)，當氣體分子入射到B點(diǎn)附近時(shí)，在α2角度內反射的氣體分子將返回右側;在β2角度內反射的氣體分子一部分到達左側，另一部分返回右側;在γ2角度內反射的氣體分子穿過(guò)葉片到達左側。 傾斜葉片的運動(dòng)使氣體分子從左側穿過(guò)葉片到達右側，比從右側穿過(guò)葉片到達左側的幾率大得多。 葉輪連續旋轉，氣體分子便不斷地由左側流向右側，從而產(chǎn)生抽氣作用。 渦輪分子泵的性能和特點(diǎn) 泵的排氣壓力與進(jìn)氣壓力之比稱(chēng)為壓縮比。壓縮比除與泵的級數和轉速有關(guān)外，還與氣體種類(lèi)有關(guān)。分子量大的氣體有高的壓縮比。對氮(或空氣)的壓縮比為108～109;對氫為102～104;對分子量大的氣體如油蒸氣則大于1010。 泵的極限真空度為10-9帕，工作壓力范圍為10-1～10-8帕，抽氣速率為幾十到幾千升每秒(1升=10-3米)。渦輪分子泵必須在分子流狀態(tài)(氣體分子的平均自由程遠大于導管截面最大尺寸的流態(tài))下工作才能顯示出它的優(yōu)越性，因此要求配有工作壓力為1～10-2帕的前級真空泵。 分子泵本身由轉速為10000～60000轉/分的中頻電動(dòng)機直聯(lián)驅動(dòng)。 推薦閱讀 |
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