分子泵原理
涡轮分子泵工作范围
涡轮分子泵工作范围涡轮分子泵是一种高速旋转的离心式泵，主要用于真空系统中的高真空抽取。
它具有高抽速、低压力、无油污染等优点，在半导体、航天、化工等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍涡轮分子泵的工作范围。
一、涡轮分子泵的基本原理涡轮分子泵由电机、转子和定子组成。
其中转子由多个叶片组成，叶片与定子之间的间隙非常小，通常在0.1mm左右。
当电机启动时，转子开始高速旋转，产生离心力将气体从进口处吸入，并将其压缩后排出。
二、涡轮分子泵的工作范围1. 抽气速度：涡轮分子泵的抽气速度通常在10~1000L/s之间。
在低压区域（10^-3~10^-5Pa），抽气速度较低；而在高压区域（10^-6~10^-9Pa），抽气速度较高。
2. 压缩比：涡轮分子泵的压缩比通常在10^3~10^6之间。
这意味着，它可以将气体的压力从10^-3Pa压缩至10^-9Pa以下。
3. 工作压力：涡轮分子泵的工作压力通常在10^-6~10^-9Pa之间。
在这个范围内，它可以提供高效的抽气速度和良好的压缩比。
4. 气体种类：涡轮分子泵适用于大部分非反应性气体，如氢、氦、氮、氧、氩等。
但对于一些易反应的气体，如硅烷等，则需要采取特殊措施。
5. 清洁度要求：由于涡轮分子泵是无油污染的，因此在一些对清洁度要求较高的领域，如半导体制造中心，它得到了广泛应用。
三、涡轮分子泵的优点与缺点1. 优点：（1）高抽速：涡轮分子泵具有很高的抽速，在高真空区域中能够提供很好的抽气效果。
（2）无油污染：由于没有油脂和密封件，因此不会产生油污染问题。
（3）低振动噪声：转子平衡性好，转速高，因此振动和噪声都很小。
2. 缺点：（1）对气体种类有限制：涡轮分子泵只适用于大部分非反应性气体，对于一些易反应的气体则需要采取特殊措施。
（2）价格较高：相比其他类型的真空泵，涡轮分子泵的价格较高。
（3）需要高精度加工：由于叶片与定子之间的间隙非常小，因此制造过程需要高精度加工技术。
涡轮分子泵原理
涡轮分子泵原理
涡轮分子泵是一种用于输送分子的机械泵,其工作原理基于分子在水中的渗透力。
在一个涡轮分子泵中,有一个旋转的叶片,叶片的表面上有许多微小的孔洞,这些孔洞使分子得以通过。
当水流过这些孔洞时,分子被吸入涡轮分子泵中,并在叶片的下方通过涡轮转动进行传输。
在涡轮分子泵中,分子的速度可以通过叶片的旋转来控制,从而实现输送分子的目的。
在涡轮分子泵中,分子的输送速度取决于涡轮的转速和孔洞的孔径。
孔洞的孔径越小,分子的输送速度越快;而涡轮的转速越高,分子的输送速度也越快。
因此,涡轮分子泵被广泛用于输送高粘度的液体,如化学品、石油开采、生物学研究等领域。
分子泵原理
第3讲真空获得⑴张振厚李云奇3.1 概述3.1.1 真空的获得方法人们通常把能够从密闭容器中排出气体或使容器中的气体分子数目不断减少的设备称为真空获得设备或真空泵。
目前在真空技术中，采用各种不同的方法，已经能够获得和测量从大气压力105Pa到10-13Pa，宽达18个数量级的压力范围。
显然，只用一种真空泵，获得这样宽的低压空间的气体状态，是十分困难的。
在真空获得技术中，目前用以获得真空的技术方法有两种，一种是通过某此机构的运动把气体直接从密闭容器中排出；另一种是通过物理、化学等方法将气体分子吸附或冷凝在低温表面上。
利用这两种方法所制造的各种真空泵种类较多，分类方法各异，但是，最常用的方法还是按泵的工作原理或其结构特点加以分类。
这一点，我们将在下一节中介绍。
3.1.2 真空泵的分类按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。
随着真空应用技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求，因此选用不同类型真空泵组成的真空抽气机组进行抽气的情况较多。
为了方便起见，将这些泵按其工作原理或其结构特点进行一些具体的详细的分类是必要的。
现分述如下：3.1.2.1 气体传输泵气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：1）变容真空泵变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。
气体在排出前被压缩。
这种泵分为往复式及旋转式两种：⑴往复真空泵：是利用泵腔内活塞做往复运动，将气体吸入、压缩并排出。
因此，又称为活塞式真空泵。
⑵旋转真空泵：是利用泵腔内活塞做旋转运动，将气体吸入，压缩并排出。
旋转真空泵又有如下几种型式：①油封式真空泵：它是利用油类密封各运动部件之间的间隙，减少有害空间的一种旋转变容真空泵。
这种泵通常带有气镇装置，故又称气镇式真空泵。
分子泵离子泵机组_概述说明以及解释
分子泵离子泵机组概述说明以及解释1. 引言1.1 概述分子泵离子泵机组是一种常用于真空工程领域的设备，主要用于抽取和处理气体。
它由分子泵和离子泵两部分组成，通过联合运行实现更高效的气体抽取和净化。
本文旨在对分子泵离子泵机组进行全面的概述、说明和解释。
1.2 文章结构本文将首先对分子泵离子泵机组进行概述，介绍其工作原理以及机组的各个组成部分。
然后将阐述分子泵离子泵机组在不同应用领域的应用情况，包括半导体制造业、真空冶金以及科学研究等方面。
接着将详细探讨该机组的优点和局限性，包括高真空度和快速抽气能力、低污染和低挥发性气体处理能力，以及高能耗和维护成本较高等方面。
最后，文章将总结以上内容，并展望未来分子泵离子泵机组可能的发展趋势。
1.3 目的本文旨在向读者提供关于分子泵离子泵机组的全面了解。
通过对其工作原理、应用领域、优点和局限性的介绍，读者能够更加清晰地了解该设备在真空工程中的重要性和作用。
同时，本文也旨在启发读者思考分子泵离子泵机组未来的发展方向，以促进相关技术的突破和创新。
2. 分子泵离子泵机组概述2.1 分子泵的工作原理分子泵是一种利用分子流冲击吸附在表面上的气体分子，从而将气体抽出真空容器的高效真空设备。
其工作原理主要包括以下几个步骤：首先，在分子泵内部，通过旋转的转子将气体分子带到排气口，并且在排气口处形成一个密闭区域。
然后，在这个密闭区域内，分子泵内壁上涂有吸附剂，如涂有铯或冷阴极等金属材料。
当气体分子与涂层接触时，它们将被吸附并停留在表面上。
接着，在高速自由径向动能的影响下，排气回流到真空容器的那些吸附在内壁上的气体分子，会再次获得较大能量并溅射到其他表面上。
这样循环进行下去，持续地将气体分子抽出真空容器。
总结来说，分子泵通过使用旋转转子和涂层材料来抽取和重新释放气体分子，并不断循环这个过程，从而达到高效抽气的目的。
2.2 离子泵的工作原理离子泵是一种利用电场加速，通过离子化和阴极反应来抽取气体分子的高真空设备。
机械、扩散、分子泵工作原理
油扩散泵工作原理油扩散泵主要由泵体、扩散喷嘴、蒸气导管、油锅、加热器、扩散器、冷却系统和喷射喷嘴等部分组成（见图）。
当油扩散泵用前级泵预抽到低于1帕真空时,油锅可开始加热。
沸腾时喷嘴喷出高速的蒸气流，热运动的气体分子扩散到蒸气流中，与定向运动的油蒸气分子碰撞。
气体分子因此而获得动量，产生和油蒸气分子运动方向相同的定向流动。
到前级，油蒸气被冷凝，释出气体分子，即被前级泵抽走而达到抽气目的。
泵油的蒸气压直接影响泵的真空性能。
但油扩散泵所使用的任何泵油，都是蒸气压不同的多组分的混合物。
因此，要提高油扩散泵的抽气和真空性能，泵在工作中自身还要对泵油进行分馏（一、物质的分离和提纯基本原理混合物的分离是指用物理、化学方法将混合物中各组分分开，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。
物质的提纯则只要将杂质除去即可。
物质提纯的原则为：不增（不引入新的杂质）、不变、易分离。
实验操作要简便，不能繁杂。
用化学方法除去溶液中的杂质时，要想把被分离的物质或离子尽可能除净，需要加入过量的分离试剂，在多步分离过程中，后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
二、常用的分离和提纯方法1.过滤过滤是除去溶液中混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意：（1）一贴：将滤纸折叠好放入漏斗，加少量蒸馏水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁。
（2）二低：滤纸边缘应略低于漏斗边缘，加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
（3）三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触；玻璃棒的底端应和漏斗中有三层滤纸处轻轻接触；漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触，例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
2.蒸发和结晶蒸发是将溶剂气化、使溶液浓缩从而使溶质析出的方法。
结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程，可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。
加热蒸发皿使溶液蒸发时，要用玻璃棒不断搅拌溶液，防止由于局部温度过高，造成液滴飞溅。
当蒸发皿中出现较多的固体时，即停止加热。
涡轮分子泵的工作原理
涡轮分子泵的工作原理涡轮分子泵是一种高真空泵，常用于半导体、光学和表面科学等领域。
它的工作原理基于气体分子在旋转的装置中不断碰撞与反弹，最终达到抽取气体的目的。
本文将详细介绍涡轮分子泵的工作原理。
第一部分：涡轮分子泵的概述涡轮分子泵是一种高真空泵，它通过分子动量转移的方式，将气体从低压区吸入高压区，从而进一步降低气体压力。
涡轮分子泵通常采用刚性转子和固定或旋转的静止子来产生气体动量转移。
在压力低于10^-3 Pa的高真空环境下，涡轮分子泵是目前最有效的气体抽取装置之一。
涡轮分子泵通常由转子、静止子、进气口、排气口和电机组成。
转子是最主要的运动部件，它由多个刚性叶片组成，垂直于轴线方向。
静止子是固定在泵体内的螺旋形凸边，在转子旋转时，静止子与转子之间形成一系列的分子捕集区域。
进气口位于泵体的底部，而排气口则位于泵体的顶部。
涡轮分子泵的工作过程可以分为三个阶段：压缩、扩张和抽取。
在压缩阶段，气体由进气口进入涡轮分子泵，并在转子和静止子之间形成一个螺旋形通道。
转子旋转，气体被向轴向输送，并在分子逐渐被压缩的过程中逐渐升高气体压力。
随着气体压力的增加，气体分子被挤向分子捕集区域。
在扩张阶段，转子进入一个新的截面，形成一个不断增大的空间。
在这个空间中，气体分子由于受到物理限制，无法沿轴向继续运动，而会发生逐渐扩张的现象。
当转子继续旋转时，气体分子被吸入静止子与转子之间的细缝中，发生了分子动量转移。
这种转移过程使气体分子沿着轴向方向上升，从而减小气体压力。
第四部分：总结涡轮分子泵的优点涡轮分子泵的优点主要在于其高真空环境下的优异性能。
它具有快速抽空、高抽取速度、稳定可靠、低维护成本等特点。
涡轮分子泵还能够承受较高的气体压力，具有高度的耐久性和可靠性。
将涡轮分子泵与其他常见的高真空泵进行比较，可以发现，涡轮分子泵相对于离心泵和摩擦泵等传统泵型来说，具有更高的抽取速度和较低的噪音水平，所以在实际应用中也更加普及。
涡轮分子泵的工作原理
涡轮分子泵的工作原理
涡轮分子泵是一种常用的真空泵，主要用于高真空条件下的气体抽取。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 涡轮压缩：涡轮分子泵的核心部件是一个高速旋转的涡轮叶轮。
当泵机启动后，电机驱动涡轮叶轮高速旋转，产生一个高速的旋转运动。
这个高速旋转的涡轮会迅速将气体吸入泵体。
2. 中间分子碰撞：当气体进入涡轮分子泵之后，气体分子会与涡轮叶轮之间的空隙非常接近。
由于叶轮高速旋转产生的离心力作用，气体分子会在涡轮叶轮的作用下产生大量的碰撞。
3. 分子流抽出：由于碰撞，气体分子的速度会变得更高，能量也会增加。
当气体分子速度足够高时，它们能克服分子间的吸引力，逃离涡轮叶轮的作用，形成一个气体分子流。
这个分子流会沿着涡轮叶轮旋转方向流向泵的出口。
4. 出口抽出：在涡轮分子泵的出口处，有一个排气口，通过这个排气口，分子流会被抽气机或真空系统进一步抽出，从而形成所需的高真空环境。
总而言之，涡轮分子泵的工作原理是通过旋转涡轮叶轮产生的离心力和分子碰撞的作用，将气体分子加速抽出，从而实现气体的真空抽取。
分子泵工作原理
分子泵工作原理
分子泵是一种特殊类型的膜泵，它具有通透膜和完全封闭的外壳，因此可以有效节约
能源。
分子泵主要由压力室、膜、离心泵和叶轮组成。
膜使用时，像其他膜泵一样，气体
通过膜的小孔依次向外释放。
这种运动模式下，膜的位置在一定的位置，膜的结构也会影
响气体的释放速度和压力。
由于分子泵的外壳是完全封闭的，所以具有非常高的势能能耗，需要大量的动力使之
正常运行。
因此，分子泵的叶轮通常是由电动机的动力来驱动，离心泵是利用气体压力通
过离心泵的过程来增加气体压力。
在实际运行分子泵时，膜被压力室内的气体压力推动，使气体从膜内向外释放，而且
膜的位置在一定的位置，可以使释放的气体的量稳定，压力也恒定，这也可以节约能源。
离心泵的作用就是将低压的气体转换成高压的气体，并使气体向外释放。
此外，分子泵通常采用密封机构装配和维修，以确保压力室和离心泵之间没有泄漏，
并且能够有效地利用动力，减少能耗。
总之，分子泵使用了膜、离心泵、叶轮等技术，可以有效地控制气体释放速度和压力，从而节约能源，减少废气排放，是一种非常有效的节能膜泵。
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机械轴分子泵
推进叶片
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机械轴承分子泵的 Grease up
底部
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上部
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泵的轴承为什么会失效?
润滑不足 油膜厚度
- 太多 - 太少 - 污染
载荷过大:
- 不对中 -动平衡不好 -- 轴弯曲 -- 等.....
范围的突变气压，都将造成泵本体的损坏。有些
甚至是不可逆转的。
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2.高真空性能 通常其泵的真空压可以到达10¯ 3~ 10¯ 9 pa 3.组合性 在真空系统中，分子泵通常必须同辅助泵（干泵、 油旋转真空泵）组合后才能运行。（如下图）
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TMP—Turbo Mlecular pump
TMP PUMP基础知识
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分子泵的发展历史
机械轴承式分子泵
磁悬浮轴承式分子泵
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分子泵的定义
Turbo
在分子流状态下工作，使 用机械动能，将气体分子 定向压缩、流动的真空泵。
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分子泵的内部结构
TURBO部分 主轴 动片 外壳 高频旋转马达 牵引泵部分 下部磁悬浮电机 静片固定圈 辅助轴承
静片
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A C
B
D
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分子泵的系统组成（泵本体）
MDP5011 （ALCATEL） VAC361 （LEYBOLD） TG553VW （OSAKA）
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分子泵的基本特征
1.运行时泵内涡轮回转的高速性 通常其泵内转子工作时的回转速度为10000 ~ 60000rpm；最高可达到90000rpm.其泵的叶片 顶端线速度通常在200m/s以上。所以运行时如 果有异物进入或在进气、排气方向有超出其许容
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分子泵的分类
一.从转子结构特征上区分 复合 分 子 泵
涡 轮 分 子 泵
牵 引 分 子 泵
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分子泵的分类
二.从轴承特性上区分
1.磁悬浮轴承分子泵
精工——STP系列 EBARA——TE1600系列 莱宝——VAC 340系列
2.机械轴承分子泵
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分子泵的系统组成（在真空系中）
真空腔体
V1
V3
V2
DRY PUMP
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分子泵的工作原理（一）
一。按气体分子理论
1.在正常的大气压下。每 cm3空间气体分子为 2.5-E19，此时其压力为 760Torr=101325Pa 2.大气环境下由于空间的 气体分子密集，各气体 分子间的平均自由程 MFP仅为0.07微米，因而 气体为粘滞流状态，气 体分子几乎是在原地振 动。
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分子泵的工作原理（一） R
动翼 VMFP Vr
静翼
Vh
V
Vr
回转轴
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Vh
V
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分子泵的排气原理（一）
转子转动特性（平面展开图）
a 动片
定片 b 动片
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a
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分子泵的排气原理（一）
Z
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分子泵的N2 PURGE….
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分子泵N2 purge回路 与主pumping回路
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五轴控制原理图
Z轴Sensor Z轴磁场
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分子泵的轴控制原理
径向位置检知Sensor
Y2
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X2
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分子泵的轴控制原理
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分子泵的工作原理（一）
一。按气体分子理论
1.随着真空度的提高， 单位体积内气体分子 的数量逐渐减少， MFP变大。当真空度 达到1X10 ¯ 3Torr之后， 其MFP接近5cm.气体 分子呈现出“分子流 状态”
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分子泵的分类
一.从转子结构特征上区分
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涡 轮 分 子 泵
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分子泵的分类
一.从转子结构特征上区分
2
牵 引 分 子 泵
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Breaker on
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Start pump
Acceleration State
Normal Operation State
Stop pump Breaker off
f
2700~7000
SPEED
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老化
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