涡轮分子泵是一组带叶片的分子透平机,通过高速电机带动叶片高速旋转,将 动量传递给气体分子,压缩气体实现抽气。转子速度一般在10000~60000/m 由固体电源或电动发电机组驱动。由于单组叶片对气体的压缩比太小,所以需要 多级叶片串联起来,在各级动片之间交替开槽安装固定叶片。大型泵,交替排列的 动片和定片一般有10~20组,间隙为1mm左右(大型泵为2~3mm)。为了提 的抽气性能,靠近高真空进气口的几级叶片与接近排气口几级叶片形状不同,排 气口附近的叶片组设计成高抽速低压比,排气口附近的叶片设计成低抽速高压比 因为通过各级的气体流量相同,所以,一般将叶片分为三组,各组叶片设计时选择 最佳的叶片间隔同叶片弦长之比,并且在抽速和对轻的气体压比之间进行分析来设 计最佳的叶片角度,通常叶片斜角一般在20° 商品系列泵的抽速范围为70~4150L/s, 极限压力10-7~109Pa,在气流量为零的条件 下,若各级叶片压缩比为5,九级叶片串联后 的压缩比可近似等于59=2.44×108数量级 图218所示为20世纪60年代研制出的立式 涡轮分子泵。立式涡轮分子泵只有一组抽气涡 轮组件,从结构、装配的角度来看,立式泵 比卧式泵要简单得多,在我国已代替卧式涡 轮分子泵发展成为主流涡轮分子泵。1966年 法国 Sneen 公司推出口径 极限压力1.9× 抽速 的大型涡 轮分子泵,我国商用立式涡轮分子泵大都采用 高速轴承或向瓷轴承,驱动方式有电子模拟式 自动变频电源、微机程控式自动变频电源和电图218立式涡轮分子泵结构简图 机变频式三种电源。转速14000~42000/min,抽速110~3600L/s,极限压力 10-8Pa 分子泵进气口端的叶片工作时处于分子流态,扭矩较小,接近排气口的叶片受 气体的阻力大,如果前级管道的压力过高,使叶片处于过度流或黏滞流范围时,气 体的黏滞阻力就对叶片产生附加阻力,因为稳态情况下,转轴的转动功率与转速和 扭矩的乘积成正比,当电机功率富余度较少时,前级压力增高时会使泵的转速突然 降低,引起抽速严重下降 采用恒速电机,可在前级压力增高时,输出更大的功率用以保证分子泵的转速 不变,但是,当前级在黏滞流范围时,虽然泵的转速恒定,仍然会出现抽速损失 这可能与流导限制有关联,因此,配置的前级泵的抽速要足够大。 涡轮分子泵需要润滑油润滑轴承,由于润滑油的蒸气会返流到真空容器中造成 污染,所以还不是绝对无油的清洁真空泵。 此外,它的前级不能承受大气压,需要配备前级真空泵才能正常工作。
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