真空泵需要从密封容器中高速有效地排出气体,以达到产生、改善和维护真空的目的。其工作原理可分为机械、物理和化学方法。根据真空程度的不同,通常需要两个以上的真空泵。
代表真空泵
1.旋转机械泵
2:分子泵(TMP)
3:离子泵
4:Ti升华泵
5:低温泵
由于油气蒸发的问题,曾经广泛使用的油扩散泵现在很少使用。
旋转机械泵
以油封真空泵为例进行介绍。
结构:偏心轴转子,固定翼,油。旋转动力为电机。
原理:转子靠近泵壁内侧旋转。固定翼向下移动。转子到达油面后,空气被压缩。压缩后的空气压力高于外部大气压,然后从排气口排出。
特征:
排气能力由压缩比决定,可达0.1Pa程度。操作简单。可以从大气压开始。油应该蒸发。
无油或其它液体的干式真空泵正成为主旋转机械泵,以避免油或其它液体进入真空腔。
分子泵(TMP)
结构:电机驱动的高速旋转叶片,泵壁固定的固定叶片。
原理:高速旋转叶片每分钟旋转数万次,撞击气体分子撞击固定叶片,弹到下一个旋转叶片,最终送到排气口。旋转叶片与固定叶片的方向相反,使分子难以逆行。这种排气方式,排气速度不会因气体类型而改变。
特征:
无油,工作环境清洁,可达10-10Pa真空度。排气速度不受气体类型的影响。结构复杂,价格昂贵,高速旋转,注意安装要求。振动。需要与其他初始排气泵结合。
离子泵
结构:强磁铁,蜂窝状阳极,钛(Ti)阴极。
原理:通过溅射现象使Ti离子化,Ti离子化学反应活性高。与气体分子反应后产生化合物。
部分气体分子也离子化后加速到阴极,使阴极Ti溅射,部分离子进入阴极内部。
特征:
超高真空(10-10)Pa)
需要与其他初始排气泵结合。
有一定的寿命。
Ti升华泵
结构:加热电阻丝,Ti材料(线或球)。
原理:加热电阻丝,升华Ti。稳定的化合物是由于Ti化学反应活性高,与周围气体分子立即反应而产生的。真空腔内壁吸附反应产生的化合物,从而达到降低气压的效果。若升华后的Ti吸附在较大的内壁上,则产生较大的排气速度。例如,如果Ti原子在1平方米的面积上被吸附,氮气可达2.4万升/s排气速度。当压力较高时(>10-3Pa)、大大降低了排气速度。因此,需要与其它排气泵结合使用。
特征:
排气速度大。
没有运动部分,没有振动。
需要与其他初始排气泵结合。
有一定的寿命。
低温泵
结构:冷冻机、液体He。
原理:利用气体在超低温表面凝结,达到排气效果。
特征:
超高真空(10-111)Pa)
排气速度快。
安装方向不受限制。
选择排气泵的方法
1.需要到达的真空度
2.所需的排气时间
3.是否需要导入气体?
4、排气种类
5.考虑管道长度和气体通过率
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