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涡轮分子泵 真空泵 真空机组

涡轮分子泵 真空泵 真空机组

更新时间:2021-06-08

访问量:13

厂商性质:生产厂家

生产地址:松江区松米路2号

简要描述:
涡轮分子泵 真空泵 真空机组主要由泵体、带叶片的转子(即动叶轮)、静叶轮和驱动系统等组成,比扩散泵节能、无油蒸汽污染,同时具有分子流时抽速大、压缩比高的特点

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    ZYFB-3600涡轮分子泵 真空泵 真空机组是上海卫星装备研究所和滨州致远真空设备有限公司共同研发和生产的,是靠高速转动的转子携带气体分子运动从而获得超高真空的一种机械式真空泵,主要由泵体、带叶片的转子(即动叶轮)、静叶轮和驱动系统等组成,比扩散泵节能、无油蒸汽污染,同时具有分子流时抽速大、压缩比高的特点,是目前国内较大抽速的分子泵,动叶轮采用变截面加工,其强度增加重量减少,轴承采用脂润滑陶磁精密轴承,使分子泵性能更可靠、稳定,可以任意角度安装。

 

  此涡轮分子泵 真空泵 真空机组对被抽气体无选择性、无记忆效应,由于对分子量大的气体有很高的压缩比,因此该泵不需要冷阱和油挡板即可获得清洁的高真空和超高真空。其广泛应用于电子、冶金、化工、科研及真空技术的各个领域。

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工作原理

        涡轮分子泵的抽气原理是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子,使之获得定向速度,从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。分子泵输送气体应满足二个必要条件:1).涡轮分子泵必须在分子流状态下工作。因为当将一定容积的容器中所含气体的压力降低时,其中气体分子的平均自由程则随之增加。在常压下空气分子的平均自由程只有 0.06 μm ,即平均看一个气体分子只要在空间运动 0.06 μm ,就可能与第二个气体分子相碰。而在 1.3Pa 时,分子间平均自由程可达 4.4mm 。若平均自由程增加到大于容器壁间的距离时,气体分子与器壁的碰撞机会将大于气体分子之间的碰撞机会。在分子流范围内,气体分子的平均自由程长度远大于分子泵叶片之间的间距。当器壁由不动的定子叶片与运动着的转子叶片组成时,气体分子就会较多地射向转子和定子叶片,为形成气体分子的定向运动打下基础。2). 分子泵的转子叶片必须具有与气体分子速度相近的线速度。具有这样的高速度才能使气体分子与动叶片相碰撞后改变随机散射的特性而作定向运动。分子泵的转速越高,对提高分子泵的抽速越有利。实践表明,对不同分子量的气体分子其速度越大,泵抽除越困难。分子泵是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子,使之获得定向速度,从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可分为:1)牵引分子泵 气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量,被驱送到泵的出口。2)涡轮分子泵靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。这种泵通常在分子流状态下工作。3)复合分子泵 它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。

 

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涡轮分子泵运转时值得注意的几个问题

 

1、返流

涡轮分子泵具有提供超清洁、无碳氢化合物的真空环境的能力,故常被用户选用。然而,用户也偶尔会发现涡轮分子泵提供不了不含碳氢化合物的真空环境。经调查发现碳氢化合物的来源,50%是操作失误所带来的问题,如涡轮分子泵的前级泵为油封式旋片泵时,没有控制返流的安全阀,不合理的放气程序都会引起油蒸汽的返流,不合要求的安全阀也会引起油污染。

  为了在系统中实现无碳氢化合物这一要求,在前级泵不是干式泵的情况下,有必要了解涡轮分子泵的压缩比及如何给泵充气的一些基本知识。

2、压缩比

  涡轮分子泵的压缩比是指前级管道(排气口处)的压力与进气口处的压力之比。由于被抽气体的分子量不同,泵对各种气体的压缩比也不同。气体分子量M 的平方根与压缩比K 的关系如图6所示,泵对氢的压缩比很小,一般为1000 左右,这样一来如果前级管道中氢的压力为1×10- 7Torr(13.33 μPa),那么进气口处氢的压力则小1000倍,即为1×10- 10 Torr(13.33 nPa)。由于氢是超高真空系统中主要的残余气体,所以氢的压缩比是决定涡轮分子泵的极限压力的关键因素。

 

  涡轮分子泵对于大分子量的气体,如对那些碳氢化合物分子的压缩比是相当大的,一般高于1012。这个比值根据不同泵,以及不同分子量而不同,由于前级泵的不同和其它因素,涡轮分子泵的前级管道中的碳氢化合物的分压力在10- 4 Torr(13.33 mPa)~10- 6 Torr(133.3 μPa)之间,在这种条件下,在泵的入口处碳氢化合物的分压力将低了1012 倍,即为10- 16 Torr(13.33 fPa)或更低。这样几乎是无限小的压力,已超出了可测量的范围,即使的质谱仪也难以测出。

图6  不同分子量M 的平方根与压缩比的关系曲线

3、充气措施

(1)为什么要充气

  当涡轮分子泵关闭或运转极慢时,泵将不再有足够大的压缩比(泵内压力梯度)来阻止前级侧存在的碳氢化合物通过涡轮叶片向真空室进行返流。这种现象称作反扩散或分子返流。在静态条件下,整个系统的压力均衡时,在前级管道侧, 油的分压力通常为10- 4 ~10- 6 Torr ( 或13.33mPa~133.3μPa)最后也会波及到泵的入口处。当泵关闭时,适当地给泵内充气是控制油分子返流,保持真空室内无碳氢化合物的一种有效的措施。

  当停泵后,碳氢化合物返流很快通过泵进入真空室内,如果系统仍保持在真空状态下,碳氢化合物将会粘在清洁的叶片和真空室的表面上。在随后再运转该系统时,将极难抽除粘着的碳氢化合物。另一方面,在涡轮分子泵停止运转时,如果给泵充入干燥氮气或干燥空气,则该干燥气体将给暴露的表面提供一层气体保护层,而且在系统充气后,返流的碳氢化合物由于与充入的气体混合起来,从而它的粘着能力很弱,在混合气体中碳氢化合物所占比例极小,在下一次抽空时也很快就能被抽走。

(2)延迟充气

  虽然在泵断开电源后就应给泵充气已被大家所接受,且很平常,但是,涡轮分子泵在切断电源后,泵要渐渐地减速,若延迟几秒或几分钟再充气会更好一些。在泵减速到它平时速度的30%~50%期间,此时泵仍能起到抽气和压缩作用。能有效地使真空室处在真空状态下且能防止碳氢化合物的返流。延迟充气也能使阀门有足够的时间关闭,在经常停电的情况下,延迟充气是很有用的。为了延迟充气, 前级真空必须维持在1 ~1000 μmHg (1 ×10- 3 mmHg ~1 mmHg 或133.3 mPa~133.3 Pa)范围之内,所以在涡轮分子泵与前级泵之间必须有一个真空阀,或者在前级泵内部装一个控制阀,该阀应在电源中断时,使涡轮分子泵与前级泵隔离开来。否则,通过前级泵、前级管道被充气,并导致了油的污染。

(3)在何处充气

  在涡轮分子泵的前级侧充气,能强制使碳氢化合物立刻通过涡轮分子泵流入真空室。另一方面,若在涡轮分子泵吸入侧充气,能达到以清洁气体覆盖表面的目的。并使气流流向涡轮分子泵(自上而下),能暂时阻止、延迟碳氢化合物的返流,也有些涡轮分子泵在压缩级之间进行中间充气,它和在吸入侧充气控制碳氢化合物返流几乎同样有效。在超高真空系统中,在压缩级充气尤其优越。因为中间充气不需要价格昂贵的金属密封的可烘烤的充气阀。

(4)怎样充气

  如果涡轮分子泵置于一个清洁、干燥的周围环境中,就可以充室内的空气。然而充气入口的位置必须仔细选择。如果充气入口位置靠近油封式旋片泵的排气口位置之上,则充入的气体中会含有油蒸汽势必会对真空系统造成污染,而且如果空气是湿的,为了减少以后再抽气的时间,于是要充入干燥氮气或经过干燥器过滤的空气。另外也不一定总是充入大气压力下的气体,若充入气体的压力为几Torr(几hpa)的干燥气体就足以能控制碳氢化合物的返流。

4、前级管道设安全阀

  如果不采用一个操作合理的前级管道安全阀,就有可能即污染涡轮分子泵又污染真空室。当前级泵断电停车时,前级泵就会给自己充气反向通到涡轮分子泵的排气口。这种前级泵充气会输送前级管道返流的泵油,之后通过涡轮分子泵进入真空室,这种现象称为油污染,被污染后涡轮分子泵的叶片就必须在厂家的指导下用氟利昂来清洗。

  在涡轮分子泵与前级泵之间装上一个真空阀,可以防止反向充气,当停电时立刻关上此阀。理想的情况是,它即能对前级泵入口充气又不致于使泵油返流浸入安全阀。另外,只有当它的压力基本均衡时才能打开安全阀,否则就有可能出现压力冲击前级管道的问题,例如,在断电瞬间前级泵压力将为大气压力,然而前级管道仍可能处于真空状态下。若阀门的两侧压力差很大,一旦通电阀门会立刻打开,含污染油的大气压下的气体将由前级泵冲向前级管道,从而会污染系统。所以安全阀需要一定的延迟开启的时间,以便让前级泵将阀门后的管道内抽成真空,阀前后的压差均衡时才可打开安全阀,总之采取办法来控制阀门的两侧的压力差,不使气流返冲。现在许多直联式旋片泵,在泵内装有安全阀,但阀门密封性能一定要保证,一旦阀门关不上后果相当严重,涡轮分子泵系统就会被油污染,这种问题是可能通过检测事先发现的。在运转的前级泵上安装一个前级真空规管,将泵关闭如果前级压力增加值在10~1000 μmHg (1×10- 2~1 torr 或1.333~133.3Pa)之间并不再增加,则阀门有效如果压力继续上升很快,直接达到大气压力说明阀门失效。如果阀门的密封良好,检查阀门是否立即开启还是等压力均衡后再开启,观察规管并开前级泵,如果规管马上就跳到几乎是大气压力,说明有返流的蒸汽的冲击。

5、操作程序

  由于涡轮分子泵的种类和型号是多种多样的,每种泵的操作方式由制造厂家提供,涡轮分子泵的操作简单方法是同时启动涡轮分子泵和前级泵,当涡轮分子泵加速到正常转速时,同时也预抽完了该系统,在此初始高压强预抽阶段,油蒸汽的返流是不可能的。因为这时系统内气体处于粘滞流或层流状态,排出气体的密度大,可阻挡任何碳氢化合物的分子向涡轮分子泵方向返流。当达到分子流态时,涡轮分子泵已进入正常速度运转,在泵高压缩比的情况下运转时,就可防止了油蒸汽的返流。

  涡轮分子泵的前级泵由一个电纽开关控制,两泵可同时启动和停车。

  在某些快速循环的系统中,也没有足够的时间,使涡轮分子泵在每一个循环周期内,由于时间短来不及达到正常的运转速度。在这种情况下,就不能随工作循环去周期性地开启涡轮分子泵。此时涡轮分子泵就不得不连续的运转,前级泵粗抽真空室,很快就能达到涡轮分子泵的启动压力,就可以很快打开主阀,涡轮分子泵可以在相对高的压力下工作(节约了时间)也可使粗抽管道返流降到低程度。

  如果系统需要有粗抽管道,操作不当也有可能出现返流问题,若是将系统粗抽到太低的压力,粗抽管道内就会出现分子流态。则粗抽泵的油蒸汽就有可能返流到真空室。当压力低于100~200 μmHg(13.33~26.66Pa)时,就会出现这种返流。

 

  当真空室粗抽适度后就关闭粗抽阀门,而粗抽泵还在继续运转时,粗抽管道内的压力降低了会出现分子流状态。碳氢化合物会出现返流,并凝结在粗抽阀盖上或阀的密封处。当粗抽阀再打开时,这些凝结物就有可能离开阀盖或密封处而返流向真空室一侧。在下一个高真空循环周期中这些油蒸汽就会迁移到真空室内而遭到污染。

  为了解决粗抽造成的返流问题,主要是在前级管道中避免分子流态的发生,以防油蒸汽返流。当前级管道中达到前级压力时,关闭粗抽阀对粗抽管道内充气(用一个充气阀和一个可控漏孔),然后关闭粗抽泵。因而粗抽管道内就不可能出现分子流态,防止了返流。

  使用涡轮分子泵时,通常可不用粗抽管道。如在快速循环的系统中,不设粗抽管道,可以选用那些耐大气冲击的涡轮分子泵。能直接从大气压力下对真空室进行抽真空。

 

分子泵日常维护与维修

1更换润滑油

2.1涡轮分子泵

新泵初次运行1000小时后,即应更换润滑油;

通常,经过初次换油后,正常运行的泵一年换油一次;

更换润滑油方法:

泵体上下轴承处,各有一个注油孔和个出油孔,将两个注油孔(位置偏上)和两个出油孔(位置偏下)螺打卸下,水平搁置泵,使注油孔朝上,用注射器将大约2x6m1的油分别主入两个油孔内,从另一侧流出的油不得再用,将4个M5油孔专用螺钉拧好,甩吸油纸吸净泵壳上残余的油,即完成润滑油更换。

警告:

安装油孔爆钉时, 注意螺钉上的黑色O形密封圈应拧紧、压实、避免漏气。

2.2口径大于等于160的泵

新泵初次运行1000小时后,即应更换润滑油;

常规运行中,分子泵一年内运行时间少于4000小时的,一年更换一次;一年内运行时间多于 4000小时的,每运行 4000小时必须换油一次。

如果泵经常烘拷成大负载工作或励儒预,观察到润滑油漫浊或明显变色.则需立即更換润滑油。

更换润滑油的方法:

1)松开泵底部紧固由池的固定螺钉,取下油池, 倒出油池内的废油;

2)使用中性洗涤剂刷洗油池, 注意要将杂质和污物清理干净, 然后擦干(充分療干,不能留有水珠) ;

         3)重新注油方法与新泵注油方法相同。 

         警告:

更换下来废弃的润滑油按当地法律法规处理。

脂润滑型分子泵终生不需要更换润滑脂,如果抽承出现问题只能返厂维修 !

3、清洗泵

如果排除真空系统漏气或真空控体亏染严重等原因.在对泵长时间烘烤后仍不能灰复其真空性能,则断定泵已被污染,必须对泵进行清洗。

分子泵只能由泰诺或泰诺的维修中心专业人员拆泵和清流。

4、轴承更换

合格的分子泵出厂前都经过专门仪器的整机动平衡校验.更换轴承后需要重新校动平衡,因上只能由泰诺公司或泰诺的维修

中心来完成,严禁用户未经授权私自拆泵。

警告:

更换下来的报废器件以及废弃清洗液按当地法律法规处理,

5、从真空系统上拆泵

当泵出现故障而必须以系统上将泵拆下来时,应:

确定泵处在停机状态,内外气压平衡 ;

如果真抽除的是腐蚀性气体,确认真空腔,泵体内、前级管道内属性性气体已被充分冲洗干净,泵内沉积物同样对人体有害,必要时,拆卸人员应戴防毒面具、戴手套。泵卸下后,应尽快除去沉积物,以防上沉起物与潮湿空气反应生成挥发物或对泵有腐蚀的酸、碱等。

泵卸下后,应立即用封闭的塑料袋包装起来。

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     鸣富真空科技(上海)有限公司座落于美丽的松江科邦工业园,是集研发、设计、生产、销售和服务为一体的综合性企业,以真空检漏设备(检漏仪,氦捡设备等)、真空获得设备(旋片泵,罗茨泵,罗茨机组,分子泵等)、真空阀门、真空配件(真空管道,真空法兰,波纹管等)、精密加工为主业,拥有自营进出口经营权和多项自主研发的产品。

     近年来鸣富坚持以质量求生存,以创新促发展,以诚信拓市场,以服务赢客户的方针,以市场需求为导向,以客户满意为目标,销售额以超过50%的速度增长,几大主业都得到了快速发展,公司经营规模不断扩大,已成为国内的真空产品制造厂家,我司凭借一支技术过硬的研发队伍,不断促进新产品的研发,制造水平可与国际相媲美,深得国内外广大用户的青睐。公司秉承“顾客至上,锐意进取"的经营理念,我们提供高质量的产品,坚持“客户第一”的原则,为广大客户提供优质的服务。

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