復(fù)合式分子泵是一種高性能的真空泵,結(jié)合了多種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),具有大抽速、高壓縮比和高可靠性等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高真空、超高真空領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)形式多種多樣,其中主要包括渦輪葉片不盤式牽引泵的串聯(lián)組合和渦輪葉片不筒式牽引泵的串聯(lián)組合。渦輪級(jí)主要用于提高泵的抽速,而牽引級(jí)則主要用于增加泵的壓縮比,提高泵的出口壓力。
1、轉(zhuǎn)子(Rotor)
功能:轉(zhuǎn)子是分子泵的核心部件,通常由多級(jí)葉片或螺旋槽組成,通過高速旋轉(zhuǎn)(10,000~60,000 RPM)將氣體分子從入口輸送到出口。
結(jié)構(gòu):
渦輪級(jí):位于泵的高壓側(cè),通過葉片對(duì)氣體分子進(jìn)行動(dòng)量傳遞,實(shí)現(xiàn)壓縮和抽氣。
牽引級(jí):位于泵的低壓側(cè),利用分子與壁面的碰撞作用,進(jìn)一步提高抽氣效率和極限真空度。
材料:通常采用高強(qiáng)度、耐腐蝕的合金材料(如鈦合金、不銹鋼),以承受高轉(zhuǎn)速和高溫環(huán)境。
2、定子(Stator)
功能:定子是泵的靜止部分,與轉(zhuǎn)子配合形成抽氣通道。其內(nèi)壁通常經(jīng)過特殊處理(如鍍膜或拋光),以減少氣體分子的反射和能量損失。
結(jié)構(gòu):定子上設(shè)有進(jìn)氣口、排氣口和冷卻通道,確保氣體流動(dòng)的順暢和熱量的及時(shí)散發(fā)。
3、軸承系統(tǒng)(Bearing System)
功能:支撐轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),同時(shí)保證密封性和穩(wěn)定性。
類型:
陶瓷軸承:耐高溫、耐磨損,適用于高轉(zhuǎn)速場景。
磁懸浮軸承:無機(jī)械接觸,減少摩擦和振動(dòng),但成本較高。
動(dòng)y軸承:依賴轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流形成潤滑膜,適用于小型分子泵。
冷卻方式:軸承通常需要強(qiáng)制冷卻(如風(fēng)冷、水冷或油冷),以防止過熱損壞。
4、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(Drive System)
功能:為轉(zhuǎn)子提供高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力,通常由電機(jī)和變頻器組成。
組成:
電機(jī):多為高速永磁同步電機(jī),具有體積小、效率高的特點(diǎn)。
變頻器:調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、平穩(wěn)運(yùn)行和過載保護(hù)。
控制方式:通過閉環(huán)控制系統(tǒng)(如PID調(diào)節(jié))維持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
5、密封與連接部件
功能:確保泵體的氣密性,防止外部空氣泄漏或內(nèi)部氣體反流。
組成部分:
金屬密封:使用銅墊圈、氟橡膠圈或金屬刀口密封,適用于高真空環(huán)境。
法蘭接口:標(biāo)準(zhǔn)法蘭(如ISO-KF、CF)用于連接真空系統(tǒng),需配合密封脂或墊片。
軸封:防止驅(qū)動(dòng)軸與泵體之間的氣體泄漏,通常采用機(jī)械密封或磁性密封。
6、冷卻系統(tǒng)(Cooling System)
功能:帶走轉(zhuǎn)子和軸承產(chǎn)生的熱量,防止泵體過熱。
類型:
風(fēng)冷:通過散熱風(fēng)扇或外部風(fēng)道散熱,結(jié)構(gòu)簡單但效率較低。
水冷:通過循環(huán)水冷卻,適用于高負(fù)荷或大型分子泵。
油冷:使用冷卻油循環(huán),兼具潤滑和散熱功能。
7、控制器(Controller)
功能:監(jiān)控和調(diào)節(jié)泵的運(yùn)行狀態(tài),包括轉(zhuǎn)速、功率、溫度和故障報(bào)警。
主要功能:
啟停控制:實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和平穩(wěn)停機(jī),避免電流沖擊。
轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié):根據(jù)工藝需求調(diào)整轉(zhuǎn)子速度。
狀態(tài)顯示:實(shí)時(shí)顯示真空度、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)。
保護(hù)功能:過載、過熱、斷電等異常情況下自動(dòng)停機(jī)。
8、進(jìn)氣口與排氣口
進(jìn)氣口:連接真空系統(tǒng),抽取氣體分子。
排氣口:將壓縮后的氣體排出泵外,通常連接到前級(jí)泵(如旋片泵或干泵)的進(jìn)氣口。
9、支架與固定裝置
功能:固定泵體并吸收振動(dòng),確保運(yùn)行穩(wěn)定性。
組成:減震墊、彈簧片或剛性支架,根據(jù)安裝環(huán)境選擇。