(9)涡轮分子泵

分子真空泵又称分子泵，是德国人盖得(W.Gaede)于1931年首先发明的。分子泵虽然是一种机械泵，但它不是那种靠容积变化来抽气的容积泵抽气原理，而是靠高速运动的刚体表面来携带气体分子实现抽气的一种新型机械真空泵。通常把用高速刚体表面携带气体分子按一定方向运动的现象称为分子牵引，或称为气体的外摩擦输运现象。因此，人们把盖得发明的分子泵称为牵引分子泵。

德国人贝克尔(W.Becker)1956年发明了一种适合在超高真空下工作的涡轮分子泵。这种泵和牵引分子泵相比，在结构和原理方面并不完全相同。涡轮分子泵是以高速旋转地动叶片和静止的定叶片相互配合来完成抽气过程。这种泵的极限压力可以达到以下，对油蒸气等高分子量气体的压缩比很高，几乎能达到测不出的程度，因而残余气体中油蒸气的分压很低。由于轴承用的润滑油仅在泵的出口侧存在，故泵在运转过程中入口处检查不出油的痕迹。因此，涡轮分子泵可以获得清洁无油的超高真空。

涡轮分子泵是一种高速旋转的极机械，动叶片的线速度很高，转子的转速一般为200~1200r/s。这样的转子会因动平衡不好而引起振动，使轴承很快磨损，降低了涡轮分子泵的使用寿命，所以动平衡的好坏是发展涡轮分子泵的关键。此外，涡轮分子泵对异物进入非常敏感，通常在泵的入口处要设置金属过滤网。为彻底杜绝油蒸气对涡轮分子泵的污染和进一步提高涡轮分子泵的性能，近些年出现利用空气轴承和磁悬浮轴承的新型涡轮分子泵，这样一来，涡轮分子泵作为清洁的超高真空泵就更加完善了。1972年出现一种高抽速高压缩比的涡轮-牵引复合分子泵。这种复合式分子泵利用空气静压轴承和气动电机，可以完全做到无油污染。采用一种无摩擦的螺旋动密封，不用前级泵便可直接向大气中排气。涡轮分子泵的结构不断改进，用途越来越广，在某些领域的应用已有代替油扩散泵的趋势。

我国生产系列的涡轮分子泵产品有:抽速110L/s、150L/s、450L/s、550L/s、600L/s、1200L/s、1500L/s和3500L/s等多种规格，并将磁悬浮式轴承也用到了涡轮分子泵上。国际上涡轮分子泵也发展得很快，日本已能生产抽速从50L/s至25000L/s的涡轮分子泵，俄罗斯甚至有40000L/s的涡轮分子泵。

涡轮分子泵的结构如图1-12所示，由泵壳2，主轴1，转子叶列3和定子叶列4组成。涡轮分子泵的抽气组件是由多级转子叶列和多级定子叶列相间排列组成，叶列形状是几何相似的，而转子叶列槽的方向与定子叶列槽的方向恰好相反。通常选择不同几何参数的叶列组成高、中、低三个抽气段，高段以提高抽速为目的选择叶列的几何参数，低段以提高压缩比为目的选择叶列的几何参数，而中段是高、低段的过度阶段，既考虑适当的抽速又考虑压缩比的过度以达到合理的匹配，达到流量为常数的要求。

图1-12 涡轮分子泵结构示意图