涡轮分子泵的优缺点

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1、 涡轮分子泵的优缺点1、优点 由于涡轮分子泵在某些方面，要比低温泵、离子泵和扩散泵表现得更优越。故在一般情况下，多选用涡轮分子泵。它的优点有：(1)清洁，无油蒸汽返流 涡轮分子泵可不用任何阱，按操作规程工作，就能为被抽容器提供一个极为清洁的真空环境，且不含有任何碳氢化合物。由于现代的涡轮分子泵除大泵外很少用油润滑的了，对于小泵多用油脂润滑，也有用空气轴承的，但磁悬浮轴承用得较多。近几年来也有不少干式前级泵出现，使涡轮分子泵系统不存在油蒸汽返流，使它真正成为一种清洁的干式高真空泵（如图4）。极限压力为2 10-7 Pa图4 涡轮分子泵典型的残余气体的频谱图 图4 表明涡轮分子泵系统中不含有碳氢化

2、合物，曲线上17 和18 为OH+ 和H2O+。(2)使用方便 在许多应用中，涡轮分子泵可不用高真空阀门或粗真空阀。只是简单地一按电钮，泵便能开始工作。从大气压力可降至极限压力。这种系统可以通过涡轮分子泵进行粗抽，可一直加速到工作速度为止。这样就可以不用阀门、管道、阱、阀门控制器等真空元件。同时也消除了这些元件所带来的故障。因此涡轮分子泵系统所占的空间小，而且涡轮分子泵的安装方向不受限制，可在任意方向安装（用油润滑的泵除外，它只能在垂直 5 范围内工作）。这个特点，可用于安装位置受限制的地方。(3)气体输送能力强 大多数涡轮分子泵对于输送轻气体（如氢、氦）的能力很强。因而它非常适于超高真空下的

3、工艺操作。对于那些富氢的工艺过程，氦质谱检漏仪等场合均可得到应用。有专门设计用于抽除腐蚀性气体的涡轮分子泵，适用于刻蚀、反应离子刻蚀，离子束加工，低压化学气相沉积，外延及离子注入等工艺操作。在这些工艺过程中，抽除的气体会对低温泵、离子泵、扩散泵油等有腐蚀作用。甚至也会破坏标准的未加保护的涡轮分子泵。由于涡轮分子泵属于传输型泵，被抽气体可穿膛而过，不在泵内积存。因而它适于气体负荷高的工艺过程。如溅射、刻蚀等。(4)适于超高真空应用 一台密封和除气良好的涡轮分子泵，配以性能良好的双级旋片泵（或同样性能的干式前级泵），其极限真空一般可达到10- 910- 10Torr（即133.313.33 nPa

4、）之间。若一台涡轮分子泵再串一台涡轮分子泵，用金属密封并除气良好的泵，一般其极限压力在1 10- 101 10-11 Torr （即13.331.333 nPa）之间。而且不像低温泵或离子泵那样，涡轮分子泵在超高真空条件下能满抽速运转。这些性能再加上它有良好的清洁性（测不到碳氢化合物），显然用户会选择涡轮分子泵用于高分辨率质谱仪，分子束外延设备及超高真空分析仪器等设备上的。(5)高压力下性能良好 有些涡轮分子泵的入口压力可在10-110-3 Torr（即13.33 Pa133.3 mPa）之间运行。在这个压力范围内，离子泵不能应用，对于低温泵需要节流抽速或经常再生，对扩散泵的工作也会变得不稳定

5、。(6)循环的时间短 多数涡轮分子泵，尤其小一些的，要达到正常的运行速度的时间，一般需要13 min。对于不同品种和型号的泵有所不同。并且能立即关闭，并可暴露大气。这种快速循环特性在样品输入系统中很有用，尤其对手提式氦检漏仪有用。(7)正常使用时间长 在某些应用中，涡轮分子泵的正常使用时间要比其它泵优越。因为在重气体负荷和阀门漏气的情况下，会引起低温泵经常不定时的再生或离子泵经常修复，而涡轮分子泵使用还能消除因泵油对真空室的污染。2、缺点 任何真空泵都有不足之处，涡轮分子泵也不例外。下面介绍它存在的一些缺点。(1) 设备费用高 在抽速大于1000 L/s 的涡轮分子泵要比扩散泵和低温泵的设备投

6、资大。然而涡轮分子泵在由于工艺气体或其它原因而不能使用扩散泵和低温泵的特殊场合下它是很好用的。若与小型或中型扩散泵相比，小涡轮分子泵是相当贵的。然而考虑到扩散泵系统需要阀门、挡板、阱、阀门控制器和管道等，总的花费来计算，二者的差别也就不大了，在某些情况下，涡轮分子泵还是便宜的选择。(2) 对颗粒物或沉积物敏感 若物体（螺钉、玻璃碎片、灯丝或硅片）落入正在运转的涡轮分子泵中，涡轮会遭到损坏，往往需返回制造厂进行维修。一旦出事故损坏就是严重的，不会有几件回用的。重修、更换零件是很贵的。为了工作安全起见，在泵入口处装上细孔眼的过滤网，以保护泵的正常运转。这种措施对泵的有效抽速损失较大。敷在叶片上厚的

7、沉积物，会造成对叶片的磨损和通道堵塞，也会影响转子的不平衡。如果一些粒子进入轴承，造成磨损，能降低泵的工作寿命。因此在某些应用中，安装保护措施是必要的。(3) 噪音与振动 从使用经验来看，泵会出现振动和噪音问题，多半是轴承损坏和平衡性差所出现的问题。在正常的工作中，泵处于平静的状态，最大振幅在0.10.001 m(即1001 nm)之间,在某些精密设备上得到应用。而测不出易觉察的振动如图5 所示。对涡轮分子泵（巴尔蔡司公司生产的330型涡轮分子泵）进行频谱分析。振动速度V 的单位为 m/s，频率的单位为Hz，计算振幅可用公式：d=V/2 f，式中d 为振幅 m，f 为频率Hz，产生的最大振幅0

8、.005 m（5 nm）如此小的振动，涡轮分子泵运转很平稳，噪音很小,对某些特殊应用也是问题。图5 涡轮分子泵的振动速度与频率的关系(4) 破碎问题 有些用户由于害怕转子叶片破碎而不敢使用涡轮分子泵，破碎是在泵正常运转时，叶轮突然遭到吸入异物或轴承磨损而出现破碎的。通常要有保护措施，如在入口处加过滤网，破碎通常是可以避免的。(5) 暴露大气易引起事故 任何高真空泵在运转期间都会碰到这种事故。如规管破裂，入口处管道、阀门、密封出现问题，都可能突然使真空泵入口暴露在大气压之下。不同型号的涡轮分子泵，耐大气压冲击的能力是不同的。有些泵会因叶片共振弯曲相碰而损坏，但也有些泵受大气冲击而不损坏。最好的办

9、法是厂家通过试验得出结果。扩散泵和低温泵在工作中遇到这种突然事故也比较麻烦，比涡轮分子泵的抵抗能力差，如扩散泵油被氧化会迅速污染真空室，低温泵要求再生等。 要想涡轮分子泵有较长的工作寿命和最佳的运转性能，用户一定要按操作规程和使用步骤进行，将在下面将详细讨论这些问题。 更多 如何选择和使用涡轮分子泵 相关主题阅读： 如何选择和使用涡轮分子泵 结构型式与工作原理 涡轮分子泵的优缺点 涡轮分子泵运转时值得注意的几个问题1、優點 由於渦輪分子泵在某些方面，要比低溫泵、離子泵和擴散泵表現得更優越。故在一般情況下，多選用渦輪分子泵。它的優點有：(1)清潔，無油蒸汽返流 渦輪分子泵可不用任何阱，按操作規程

10、工作，就能為被抽容器提供一個極為清潔的真空環境，且不含有任何碳氫化合物。由於現代的渦輪分子泵除大泵外很少用油潤滑的瞭，對於小泵多用油脂潤滑，也有用空氣軸承的，但磁懸浮軸承用得較多。近幾年來也有不少幹式前級泵出現，使渦輪分子泵系統不存在油蒸汽返流，使它真正成為一種清潔的幹式高真空泵（如圖4）。極限壓力為2 10-7 Pa圖4 渦輪分子泵典型的殘餘氣體的頻譜圖 圖4 表明渦輪分子泵系統中不含有碳氫化合物，曲線上17 和18 為OH+ 和H2O+。(2)使用方便 在許多應用中，渦輪分子泵可不用高真空閥門或粗真空閥。隻是簡單地一按電鈕，泵便能開始工作。從大氣壓力可降至極限壓力。這種系統可以通過渦輪分子

11、泵進行粗抽，可一直加速到工作速度為止。這樣就可以不用閥門、管道、阱、閥門控制器等真空元件。同時也消除瞭這些元件所帶來的故障。因此渦輪分子泵系統所占的空間小，而且渦輪分子泵的安裝方向不受限制，可在任意方向安裝（用油潤滑的泵除外，它隻能在垂直 5 范圍內工作）。這個特點，可用於安裝位置受限制的地方。(3)氣體輸送能力強 大多數渦輪分子泵對於輸送輕氣體（如氫、氦）的能力很強。因而它非常適於超高真空下的工藝操作。對於那些富氫的工藝過程，氦質譜檢漏儀等場合均可得到應用。有專門設計用於抽除腐蝕性氣體的渦輪分子泵，適用於刻蝕、反應離子刻蝕，離子束加工，低壓化學氣相沉積，外延及離子註入等工藝操作。在這些工藝過

12、程中，抽除的氣體會對低溫泵、離子泵、擴散泵油等有腐蝕作用。甚至也會破壞標準的未加保護的渦輪分子泵。由於渦輪分子泵屬於傳輸型泵，被抽氣體可穿膛而過，不在泵內積存。因而它適於氣體負荷高的工藝過程。如濺射、刻蝕等。(4)適於超高真空應用 一臺密封和除氣良好的渦輪分子泵，配以性能良好的雙級旋片泵（或同樣性能的幹式前級泵），其極限真空一般可達到10- 910- 10Torr（即133.313.33 nPa）之間。若一臺渦輪分子泵再串一臺渦輪分子泵，用金屬密封並除氣良好的泵，一般其極限壓力在1 10- 101 10-11 Torr （即13.331.333 nPa）之間。而且不像低溫泵或離子泵那樣，渦輪分

13、子泵在超高真空條件下能滿抽速運轉。這些性能再加上它有良好的清潔性（測不到碳氫化合物），顯然用戶會選擇渦輪分子泵用於高分辨率質譜儀，分子束外延設備及超高真空分析儀器等設備上的。(5)高壓力下性能良好 有些渦輪分子泵的入口壓力可在10-110-3 Torr（即13.33 Pa133.3 mPa）之間運行。在這個壓力范圍內，離子泵不能應用，對於低溫泵需要節流抽速或經常再生，對擴散泵的工作也會變得不穩定。(6)循環的時間短 多數渦輪分子泵，尤其小一些的，要達到正常的運行速度的時間，一般需要13 min。對於不同品種和型號的泵有所不同。並且能立即關閉，並可暴露大氣。這種快速循環特性在樣品輸入系統中很有用

14、，尤其對手提式氦檢漏儀有用。(7)正常使用時間長 在某些應用中，渦輪分子泵的正常使用時間要比其它泵優越。因為在重氣體負荷和閥門漏氣的情況下，會引起低溫泵經常不定時的再生或離子泵經常修復，而渦輪分子泵使用還能消除因泵油對真空室的污染。2、缺點 任何真空泵都有不足之處，渦輪分子泵也不例外。下面介紹它存在的一些缺點。(1) 設備費用高 在抽速大於1000 L/s 的渦輪分子泵要比擴散泵和低溫泵的設備投資大。然而渦輪分子泵在由於工藝氣體或其它原因而不能使用擴散泵和低溫泵的特殊場合下它是很好用的。若與小型或中型擴散泵相比，小渦輪分子泵是相當貴的。然而考慮到擴散泵系統需要閥門、擋板、阱、閥門控制器和管道等

15、，總的花費來計算，二者的差別也就不大瞭，在某些情況下，渦輪分子泵還是便宜的選擇。(2) 對顆粒物或沉積物敏感 若物體（螺釘、玻璃碎片、燈絲或矽片）落入正在運轉的渦輪分子泵中，渦輪會遭到損壞，往往需返回制造廠進行維修。一旦出事故損壞就是嚴重的，不會有幾件回用的。重修、更換零件是很貴的。為瞭工作安全起見，在泵入口處裝上細孔眼的過濾網，以保護泵的正常運轉。這種措施對泵的有效抽速損失較大。敷在葉片上厚的沉積物，會造成對葉片的磨損和通道堵塞，也會影響轉子的不平衡。如果一些粒子進入軸承，造成磨損，能降低泵的工作壽命。因此在某些應用中，安裝保護措施是必要的。(3) 噪音與振動 從使用經驗來看，泵會出現振動和

16、噪音問題，多半是軸承損壞和平衡性差所出現的問題。在正常的工作中，泵處於平靜的狀態，最大振幅在0.10.001 m(即1001 nm)之間,在某些精密設備上得到應用。而測不出易覺察的振動如圖5 所示。對渦輪分子泵（巴爾蔡司公司生產的330型渦輪分子泵）進行頻譜分析。振動速度V 的單位為 m/s，頻率的單位為Hz，計算振幅可用公式：d=V/2 f，式中d 為振幅 m，f 為頻率Hz，產生的最大振幅0.005 m（5 nm）如此小的振動，渦輪分子泵運轉很平穩，噪音很小,對某些特殊應用也是問題。圖5 渦輪分子泵的振動速度與頻率的關系(4) 破碎問題 有些用戶由於害怕轉子葉片破碎而不敢使用渦輪分子泵，破碎是在泵正常運轉時，葉輪突然遭到吸入異物或軸承磨損而出現破碎的。通常要有保護措施，如