分子泵最早是上個(gè)世紀(jì)初，由德國(guó)人蓋德發(fā)明的，很多人不太清楚分子泵這個(gè)名字的由來(lái)，本周小編就來(lái)講解一下～
名字的由來(lái)
分子泵為什么會(huì)叫分子泵呢？這是由它的結(jié)構(gòu)和工作原理所決定的。大家知道，高速運(yùn)動(dòng)的剛體表面有攜帶氣體分子運(yùn)動(dòng)的能力，氣體分子按照一定方向持續(xù)運(yùn)動(dòng)就實(shí)現(xiàn)了抽氣的目的。分子泵高速運(yùn)動(dòng)的渦輪葉片把動(dòng)量傳輸給氣體分子，攜帶氣體分子運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做分子拖動(dòng)，或者叫分子牽引，利用分子牽引的原理制作的真空泵，就叫做分子牽引泵，簡(jiǎn)稱分子泵。
分子泵發(fā)展
分子泵自1912年誕生以來(lái),至今已快近一個(gè)世紀(jì)了，它在初期進(jìn)展較緩慢，在1970年以前，分子泵的應(yīng)用還僅限于核物理、電真空、表面科學(xué)等領(lǐng)域，但近20年來(lái)由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起和薄膜工業(yè)的發(fā)展,分子泵才被人們所重視,并得到了興旺和發(fā)達(dá)，現(xiàn)代的分子泵已發(fā)展到實(shí)用和普及的階段。
回顧與發(fā)展
牽引式分子泵
早期的分子泵均為牽引式分子泵，這種泵的體積大，抽速小，間隙小，故障多，應(yīng)用時(shí)受到很多限制，因此只能在一些特殊領(lǐng)域使用，未能普及。
渦輪分子泵的出現(xiàn)打開(kāi)了應(yīng)用市場(chǎng)，分子泵的結(jié)構(gòu)形式從早期立式結(jié)構(gòu)發(fā)展為立式和臥式并存，其規(guī)格和型號(hào)各不相同，以滿足各種需求。
復(fù)合式分子泵
為使分子泵適應(yīng)高壓工作環(huán)境，在原有渦輪分子泵基礎(chǔ)上加裝牽引式分子泵部分，將渦輪分子泵與牽引式分子泵串聯(lián)在一起，組成具有渦輪分子泵與牽引式分子泵各自優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合式分子泵。
除了以上提到的分子泵，近些年還出現(xiàn)了多種新型分子泵，如可有效抽取水分子的低溫型分子泵，可在強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)腐蝕條件下工作的陶瓷分子泵，以及可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸支撐、高效率、高壽命的磁懸浮分子泵等?，F(xiàn)代分子泵正在朝著智能、靈活、高效的方向發(fā)展。
分子泵工作原理圖解
分子泵的抽氣機(jī)理與機(jī)械泵靠泵腔容積變化進(jìn)行抽氣的機(jī)理不同，利用了動(dòng)量傳遞原理，使分子定向流動(dòng)而被排出泵外，從而達(dá)到抽氣的目的。
分子泵在電機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，采用變頻電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)，目的是得到較高的轉(zhuǎn)速。在分子流區(qū)域內(nèi)，氣體分子與高速轉(zhuǎn)到的葉片表面碰撞，動(dòng)量傳遞給氣體分子，使部分氣體分子在剛體表面的運(yùn)動(dòng)方向上，產(chǎn)生定向流動(dòng)而被排出泵外，從而達(dá)到抽氣的目的。通常把用高速運(yùn)動(dòng)的剛體表面攜帶氣體分子，并使其按一定方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為分子牽引現(xiàn)象，利用這一現(xiàn)象制成的真空泵稱為牽引分子泵(蓋德泵)。牽引分子泵的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間短，在分子流態(tài)下有很高的壓縮比，能抽除各種氣體和蒸氣，特別適于抽除較重的氣體。但由于牽引分子泵抽速小，密封間隙太小，工作可靠性較差，易出機(jī)械故降，而且制造困難，實(shí)際上很少應(yīng)用。后來(lái)對(duì)牽引分子泵進(jìn)行了改進(jìn)，出現(xiàn)了渦輪分子泵，如下圖所示。
渦輪分子泵內(nèi)有多組相間動(dòng)輪葉和定輪葉，每一個(gè)輪葉上有許多按一定角度斜置的葉片，如圖5-14所示。實(shí)際的渦輪分子泵都是由多級(jí)葉列串聯(lián)組成，即按動(dòng)片、定片、動(dòng)片等依次交替排列，見(jiàn)圖5-13。動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)又類似于電風(fēng)扇葉片的作用，能將氣體從一側(cè)抽到另一側(cè)。提高分子泵的轉(zhuǎn)速，有利于提高分子泵的抽速。由于葉片轉(zhuǎn)速限制，如果氣體分子運(yùn)動(dòng)速度較大，泵抽真空就比較困難。
可以看出，渦輪分子泵也是一種機(jī)械式真空泵，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的多級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子葉片和靜止葉片的組合進(jìn)行抽氣的，在分子流區(qū)域內(nèi)對(duì)被抽氣體產(chǎn)生很高的壓縮比，從而獲得所需要的真空性能。渦輪分子泵極限真空比擴(kuò)散泵高，可達(dá)10-8pa。正常工作時(shí)需要一定的前級(jí)真空度，其真空度高低視泵不同略有差異，一般在1-200pa之間，可采用機(jī)械泵作為前級(jí)泵，圖5-15a就是由分子泵和機(jī)械泵組成的高真空機(jī)組。由于渦輪分子泵的轉(zhuǎn)速高，通常用中頻電機(jī)帶動(dòng)，中頻電源的頻率在300-400HZ之間。渦輪分子泵一般采用水冷方式。
復(fù)合式分子泵是渦輪分子泵與牽引分子泵的串聯(lián)組合，如圖5-15b所示，集兩種泵的優(yōu)點(diǎn)于一體，能在很寬的壓力范圍10-6~1pa內(nèi)，具有較大的抽速和較高的壓縮比，大大提高了泵的出口壓力。
