渦輪分子泵是一種高真空泵,用于從氣體系統(tǒng)中抽取氣體分子。它由一系列的轉(zhuǎn)子和靜子組成,通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流,將氣體分子排出系統(tǒng)。本文將介紹渦輪分子泵的工作原理、設(shè)計和應(yīng)用。
渦輪分子泵的工作原理基于幾何壓縮效應(yīng)和動能轉(zhuǎn)換原理。當(dāng)氣體分子進(jìn)入渦輪分子泵時,它們被引導(dǎo)到一個旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子中。轉(zhuǎn)子上有許多刀片,它們旋轉(zhuǎn)時加速氣體分子,并將其推向周圍的壁面。接著,氣體分子在壁面上發(fā)生彈性碰撞,被反彈回轉(zhuǎn)子中心,并與其他分子重新碰撞。這個過程會使得氣體分子在轉(zhuǎn)子內(nèi)不斷地碰撞、擴(kuò)散、再碰撞并逐漸失去動能。最終,氣體分子被推到靜子中,并通過真空口排出系統(tǒng)。
1、啟動前的準(zhǔn)備:在開始使用分子泵之前,確保冷卻系統(tǒng)已經(jīng)接通并正常運行。同時,打開前級管道閥,并啟動機(jī)械泵(前級泵)。
2、粗抽階段:關(guān)閉高真空閥和粗抽閥,打開前級管道閥,啟動粗抽泵開始對真空室進(jìn)行抽氣。當(dāng)真空室內(nèi)的壓力降到150~100 Pa時,關(guān)閉粗抽閥,打開前級管道閥,然后啟動分子泵。
3、加速過程:分子泵從靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速通常需要5到10分鐘。如果分子泵入口處裝有液氮冷阱,應(yīng)在泵加速到額定轉(zhuǎn)速后加注液氮。
4、停機(jī)操作:在停機(jī)時,先關(guān)閉高真空閥。如果有液氮冷阱,還需要將冷阱加熱。在冷阱達(dá)到平衡溫度后,關(guān)掉前級管道閥,再切斷分子泵電動機(jī)的電源使分子泵的轉(zhuǎn)子減速。
渦輪分子泵的注意事項
1、防返流措施:在停機(jī)過程中,為了防止機(jī)械泵油蒸氣和渦輪分子泵潤滑油蒸氣的返流,應(yīng)在切斷渦輪分子泵電動機(jī)的電源后,用一股干燥的反向氣流對分子泵進(jìn)行放氣。
2、避免低轉(zhuǎn)速運行:不能讓渦輪分子泵在低于額定工作轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn),這可能會影響泵的性能和壽命。
3、防護(hù)措施:分子泵入口應(yīng)裝設(shè)防護(hù)網(wǎng),以避免異物進(jìn)入泵內(nèi)損壞泵轉(zhuǎn)子和定子葉片。