牵引分子泵的的结构原理

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东北大学 作者:张以忱

  牵引分子泵涡轮分子泵与扩散泵在性能上有许多方面相似。扩散泵中的被抽气体分子在与蒸汽分子相碰撞过程中得到动能。而分子泵的抽气机理与容积式机械泵靠泵腔容积变化进行抽气的机理不同,分子泵是在分子流区域内靠高速运动的刚体表面传递给气体分子以动量,使气体分子在刚体表面的运动方向上产生定向流动,从而达到抽气的目的。

  通常把用高速运动的刚体表面携带气体分子,并使其按一定方向运动的现象称为分子牵引现象。因此,人们将盖德发明的分子泵称为牵引分子泵。

牵引分子泵的分类

  第一类:有整体的运动表面(圆筒型、圆锥型或圆盘型),当气体分子在运动表面(转子)和静止表面(定子)间多次反射时,运动将他们牵引到泵的排气侧。

  第二类:有一系列类似于轴流压缩机的叶片。每个压缩机由一个动盘和一个静盘组成。这后一种结构的一个优点是同一表面不会周期性地暴露于高压强下和低压强下。

几种牵引分子泵的结构示意图

几种牵引分子泵的结构示意图

Gaede牵引分子泵的结构原理图

Gaede牵引分子泵的结构原理图

  Gaede牵引分子泵的结构原理图如上所示,泵腔内有可旋转的转子,转子的四周带有沟槽并用挡板隔开。每一个沟槽就相当于一个单级分子泵,后一级的入口与前一级的出口相连。转子与泵壳之间有 0.01mm 的间隙。气体分子由入口进入泵腔,被转子携带到出口侧,经排气管道由前级泵抽走。

  牵引分子泵的优点是起动时间短,在分子流态下有很高的压缩比,能抽除各种气体和蒸汽,特别适于抽除较重的气体。

  牵引分子泵的缺点:抽速小,密封间隙太小,工作可靠性较差,易出机械故障等,因此除特殊需要外,实际上很少应用。曾一度被结构和制造简单,抽速大的扩散泵所代替。

  牵引分子泵的入口压强为1Pa,特殊构造的可超出1Pa,并能向大气排气,这样的泵不适于反复迅速排气,只适于粗抽后的连续排气。由于排气量低,容易卡住,所以牵引分子泵应用较少。

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