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分子泵是否“无油”?  

2012-09-15 20:59:22|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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分子泵是否“无油”?这是一个老问题了。
从工作机理来说,分子泵对油蒸汽的压缩比很高,即使前级有油蒸汽存在,高真空室通常无法检测到油蒸汽,所以,往往被称为“ 无油”泵。其实,上述说法只有在分子泵操作步骤合理时才能成立。
分子泵处于停止状态,泵的轴承(磁悬浮轴承除外)和前级泵(干式前级泵除外)的润滑油蒸汽可能扩散到高真空室。
1)停泵状态:气体的扩散速度与压强平方成反比。停泵状态,只要压强>50Pa,对大部分用户来说,油蒸汽的扩散可以忽略,可以认为“无油”。
2)制动过程:分子泵制动过程中,真空室压强逐渐升高,最终达到前级真空水平。显然,真空室中的气体绝大部分是由前级扩散过来的,前级真空中的油蒸汽理所当然会带进真空室。
4)爬油问题:不论停泵、还是运转,润滑油都会沿转轴和叶轮爬向高真空室。分子泵运行时,若抽除油蒸汽的速率超过爬油速率,则问题不大,反过来就不大妙了。
5)返油通道:为了提高抽速,现有涡轮分子泵通常采用透光叶轮,因此,在分子泵内部,高真空与前级真空之间,存在直通通道,构成返油路径。
对于同时采用磁悬浮轴承和干式前级泵的分子泵抽气系统,才是无油真空系统。然而,该系统十分昂贵,大部分用户难以承受。
下面着重讨论几种费用不大的应对策略:
1)启动过程
小型真空设备,分子泵和前级泵同时启动可以有效减少启动过程中的返油。
大 型真空设备,在真空室压强抽至50-100Pa时,即启动分子泵低速运转,可减少返油。现有分子泵大多可以在较高的压强下低速运转,但各厂家,甚至同一厂家、不同型号产品的高压强运行能力有很大差异,操作起来不容易把握,一旦出现问题,损失不小。此外,低速运转时,分子泵的挡油能力也有所减弱。
2)制动过程
若在分子泵压缩级中部设专用充气口,当泵的转速降至约1/3标称值时,注入N2、干燥空气、或其它清洁气体,可以阻挡前级真空的油蒸汽进入高真空室。
3)采用分子增压泵也是一种理想的解决办法。该泵可在50-100Pa的高压强下连续运行。
    真空泵返油是一个十分具体的应用问题,学究式的讨论无多大意义。在实际工作中,只要返油量不影响真空产品的质量就行了。


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