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詳細(xì)闡述分子泵是否“無(wú)油”

更新時(shí)間:2016-09-26      點(diǎn)擊次數(shù):1998
這是一個(gè)老問(wèn)題了。
從工作機(jī)理來(lái)說(shuō),分子泵對(duì)油蒸汽的壓縮比很高,即使前級(jí)有油蒸汽存在,高真空室通常無(wú)法檢測(cè)到油蒸汽,所以,往往被稱為“ 無(wú)油”泵。其實(shí),上述說(shuō)法只有在分子泵操作步驟合理時(shí)才能成立。
分子泵處于停止?fàn)顟B(tài),泵的軸承(磁懸浮軸承除外)和前級(jí)泵(干式前級(jí)泵除外)的潤(rùn)滑油蒸汽可能擴(kuò)散到高真空室。
1)停泵狀態(tài):氣體的擴(kuò)散速度與壓強(qiáng)平方成反比。停泵狀態(tài),只要壓強(qiáng)>50Pa,對(duì)大部分用戶來(lái)說(shuō),油蒸汽的擴(kuò)散可以忽略,可以認(rèn)為“無(wú)油”。
2)制動(dòng)過(guò)程:分子泵制動(dòng)過(guò)程中,真空室壓強(qiáng)逐漸升高,zui終達(dá)到前級(jí)真空水平。顯然,真空室中的氣體絕大部分是由前級(jí)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的,前級(jí)真空中的油蒸汽理所當(dāng)然會(huì)帶進(jìn)真空室。
4)爬油問(wèn)題:不論停泵、還是運(yùn)轉(zhuǎn),潤(rùn)滑油都會(huì)沿轉(zhuǎn)軸和葉輪爬向高真空室。分子泵運(yùn)行時(shí),若抽除油蒸汽的速率超過(guò)爬油速率,則問(wèn)題不大,反過(guò)來(lái)就不大妙了。
5)返油通道:為了提高抽速,現(xiàn)有渦輪分子泵通常采用透光葉輪,因此,在分子泵內(nèi)部,高真空與前級(jí)真空之間,存在直通通道,構(gòu)成返油路徑。
對(duì)于同時(shí)采用磁懸浮軸承和干式前級(jí)泵的分子泵抽氣系統(tǒng),才是無(wú)油真空系統(tǒng)。然而,該系統(tǒng)十分昂貴,大部分用戶難以承受。
下面著重討論幾種費(fèi)用不大的應(yīng)對(duì)策略: 
1)啟動(dòng)過(guò)程
小型真空設(shè)備,分子泵和前級(jí)泵同時(shí)啟動(dòng)可以有效減少啟動(dòng)過(guò)程中的返油。
大 型真空設(shè)備,在真空室壓強(qiáng)抽至50-100Pa時(shí),即啟動(dòng)分子泵低速運(yùn)轉(zhuǎn),可減少返油?,F(xiàn)有分子泵大多可以在較高的壓強(qiáng)下低速運(yùn)轉(zhuǎn),但各廠家,甚至同一廠家、不同型號(hào)產(chǎn)品的高壓強(qiáng)運(yùn)行能力有很大差異,操作起來(lái)不容易把握,一旦出現(xiàn)問(wèn)題,損失不小。此外,低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),分子泵的擋油能力也有所減弱。
2)制動(dòng)過(guò)程
若在分子泵壓縮級(jí)中部設(shè)充氣口,當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速降至約1/3標(biāo)稱值時(shí),注入N2、干燥空氣、或其它清潔氣體,可以阻擋前級(jí)真空的油蒸汽進(jìn)入高真空室。
3)采用分子增壓泵也是一種理想的解決辦法。該泵可在50-100Pa的高壓強(qiáng)下連續(xù)運(yùn)行。
    真空泵返油是一個(gè)十分具體的應(yīng)用問(wèn)題,學(xué)究式的討論無(wú)多大意義。在實(shí)際工作中,只要返油量不影響真空產(chǎn)品的質(zhì)量就行了。
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