涡轮分子泵是利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分子,使气体产生定向流动而抽气的真空泵。 涡轮分子泵的优点是启动快,能抗各种射线的照射,耐大气冲击,无气体存储和解吸效应,无油蒸气污染或污染很少,能获得清洁的超高真空。涡轮分子泵广泛用于高能加速器、可控热核反应装置、重粒子加速器以及真空镀膜等需要获得高真空度制造工艺中。
涡轮分子泵的工作原理:
主要有立式和卧式两种。
动叶轮外缘的线速度高达气体分子热运动的速度(一般为150~400米/秒)。单个叶轮的压缩比很小,涡轮分子泵要由十多个动叶轮和静叶轮组成。动叶轮和静叶轮交替排列。动、静叶轮几何尺寸基本相同,但叶片倾斜角相反。右图为20个动叶轮组成的整体式转子。每两个动叶轮之间装一个静叶轮。静叶轮外缘用环固定并使动、静叶轮间保持1毫米左右的间隙,动叶轮可在静叶轮间自由旋转。
涡轮分子泵的性能:
泵的排气压力与进气压力之比称为压缩比。压缩比除与泵的级数和转速有关外,还与气体种类有关。分子量大的气体有高的压缩比。对氮(或空气)的压缩比为108~109;对氢为102~104;对分子量大的气体如油蒸气则大于1010。
泵的极限压力为10-9Pa,工作压力范围为10-1~10-8Pa,抽气速率为几十到几千升每秒(1L=10-3m3)。
涡轮分子泵必须在分子流状态(气体分子的平均自由程远大于导管截面醉大尺寸的流态)下工作才能显示出它的*性,因此要求配有工作压力为1~10-2Pa的前级真空泵。
分子泵本身由转速为10000~60000转/分的中频电动机直联驱动。