涡轮分子真空泵

磁悬浮轴承涡轮泵采用五轴磁悬浮轴承系统，使转子在无物理接触的情况下始终处于悬浮状态，即转子与泵体之间无接触。这种技术也称为主动磁轴承技术，它借助电磁力的优势，利用电磁力配合距离传感器，实现对转子的稳定控制与驱动。数字电子控制系统通过实时调整现有磁体的电磁场，使转子保持居中且平衡。这种主动稳定机制可补偿转子不平衡，最大限度地减少振动。

由于转子从不接触泵体，因此不存在机械摩擦，无需润滑，从而确保泵内部无油运行。磁悬浮涡轮泵是半导体制造、镀膜以及研发领域中高真空和超高真空应用的理想选择。

这种先进的磁悬浮轴承技术具有多项关键优势。

采用混合轴承技术的涡轮泵在一个泵体内结合了两种轴承设计理念。在前级真空侧，陶瓷滚珠轴承保护转子免受外部振动影响。这种轴承类型也常见于机械涡轮泵，例如：HiPace 10 Neo，使其成为移动式真空实验等任务的理想之选。

在高真空侧，永磁轴承使转子处于悬浮状态，且与泵体无接触，原理与磁悬浮涡轮分子泵相同。这种组合为实现低至 10^-11 hPa（mbar）的超高真空所需的极高转速提供了坚固耐用的转子轴承配置。尽管滚珠轴承需微量润滑，但由于其位于前级真空侧，与真空泵的高真空侧隔离，因此真空泵仍能提供无油真空环境。得益于此设计特点和涡轮转子的压缩比，可避免真空室受到油污染。混合轴承涡轮泵是一种涵盖分析应用、研发以及空间环境模拟等广泛工艺流程的可靠解决方案。

混合轴承涡轮泵具有以下多重优势：

涡轮泵属于动能式真空泵， 它们通过加速气体分子向排气方向运动来排空泵送介质。涡轮分子真空泵旨在实现此前被认为几乎不可能达到的目标 - 创造前所未有的超纯净真空环境，从而打开科技探索的新纪元。1958 年，Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions 的科学家 Willi Becker 博士发明了世界上第一台涡轮分子真空泵。凭借这一突破性技术，此类真空泵可实现高真空、超高真空甚至低至 10^-11 hPa (mbar) 的极限真空。

如今，涡轮泵被用于探索知识前沿，包括从模拟宇宙真空环境开展天体物理研究，到测试材料在极端条件下的性能表现等等。在半导体制造中，这些专用真空泵可维持生产微芯片所需的超洁净可控环境。涡轮泵在各种行业中的应用几乎是无限的。

从本质上讲，涡轮分子真空泵基于动能传递原理运行。其设计与涡轮机相似：带盘片的多级转子在腔体中高速旋转。镜面反转叶片定子盘插在转子盘之间，形成一系列压缩和输送气体分子的泵级。涡轮泵转子以高达 90,000 转/分 (rpm) 的速度旋转。远超大型喷气式飞机发动机的最高转速（仅 30,000 转/分）。

涡轮分子泵需要前级泵才能高效运行。涡轮泵负责生产高真空和超高真空，但不能将气体直接排放到大气压力环境中。而是依赖前级泵在排气口处维持足够低的压力，以确保稳定高效地运行。

涡轮泵生产真空的三个步骤

现代涡轮泵的转速可达 90,000 rpm， 因此动能极高，一旦发生故障，瞬间会对泵体和固定装置产生极大作用力。为确保工艺和设备安全，Pfeiffer 普发与 TÜV Rheinland 合作开发了一项安全认证，其中包括双重防超速保护机制，以防止发生机械故障。

此外，作为认证的一部分，涡轮泵的泵体还经过测试，确保其可承受转子动能。Pfeiffer 普发涡轮泵还通过了 UL 61010 和 Semi S2 标准认证，确保设备在实验室、工业环境以及半导体晶圆厂中符合严苛的安全和性能要求。

Pfeiffer 普发提供采用混合轴承、机械轴承以及磁悬浮轴承设计的涡轮分子真空泵，具备以下多项优势：

40 多年前，Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions 发明了混合轴承。它由永磁轴承和陶瓷滚珠轴承组成。

在泵的高真空侧，磁悬浮轴承可使转子悬浮且无需物理接触，从而最大限度地减少摩擦并消除磨损。在前级真空侧，陶瓷滚珠轴承在径向和轴向方向稳定转子，使其能够承受大气放空等强冲击和外部振动。尽管滚珠轴承需微量润滑，但由于其位于前级真空侧，与真空泵的高真空侧隔离，因此真空泵仍能提供无油真空环境。得益于此设计特点和涡轮转子的压缩比，可避免真空室受到油污染。循环润滑剂还可吸收滚珠轴承运行时产生的热量。混合轴承涡轮泵适用于涵盖
分析应用、研发以及
空间环境模拟等广泛工艺流程的可靠解决方案。

磁悬浮轴承涡轮泵采用五轴磁悬浮轴承系统，使转子在无物理接触的情况下始终处于悬浮状态，即转子与泵体之间无接触。这种轴承技术借助电磁力的优势，利用电磁力配合距离传感器，实现对转子的稳定控制与驱动。电磁轴承也被称为“主动磁轴承”，因为其可以持续监测并实时调整转子位置。自动补偿不平衡现象，从而实现无磨损、低振动运行， 且在整个使用寿命期间免维护和润滑操作。

因此，该类型轴承特别适用于对低磨损、洁净和干燥环境及高抽速要求较高的应用，例如：半导体制造、镀膜工艺以及研发领域的高真空和超高真空应用。

涡轮泵的转子转速高达 90,000 rpm。在这种速度下，即使是最轻微的不平衡也会对涡轮泵的运行和安全性产生重大影响。因此，转子的精确平衡对于涡轮泵的平稳运行以及多年无损坏安全运行至关重要。

为解决这一问题，由 Pfeiffer 普发研发并获得专利的激光平衡技术可实现转子的高精度平衡。与需要添加配重或钻孔的传统方法不同，激光平衡技术通过激光烧蚀去除转子特定区域的材料。

该过程在生产工艺中通过自动化平衡系统完成，提高了准确性和可重复性。与传统方法相比，激光平衡可将涡轮泵转子的平衡质量提高 20%。这显著降低了振动和噪声水平，提升了涡轮泵的整体性能。这些优势在电子显微镜等对振动敏感的应用中尤其重要。

混合轴承涡轮泵结合了滚珠轴承与磁悬浮轴承的优势。得益于永磁轴承的非接触式运行，混合轴承涡轮泵仅需要极少的维护。这种轴承可确保确保转子在泵体一侧悬浮且无物理接触，从而最大限度地减少摩擦和磨损。然而，在每台真空泵中，某些组件会受到高机械应力的影响。对于混合轴承涡轮分子泵而言，通常应在四到五年内更换一次工作液和滚珠轴承（具体取决于涡轮泵的设计和尺寸）。此类维护工作可防止因严重磨损和故障而对涡轮泵造成不可修复的损害。

如需详细了解我们为涡轮泵提供的服务，请访问我们的服务页面。

Pfeiffer 普发之所以被公认为涡轮分子真空泵领域的领先制造商之一，主要归因于以下几个关键因素：

1. 开拓创新：Pfeiffer 在 1958 年发明并获得了第一台涡轮分子真空泵的专利。

2. 全面的产品系列： Pfeiffer 普发提供机械轴承、混合轴承及磁悬浮轴承等全系列涡轮分子真空泵， 确保为各种应用和行业提供合适的解决方案。

3. 高品质工程设计：Pfeiffer 普发以卓越的工程设计著称，确保其所有产品均符合最高质量和运行可靠性标准。我们的涡轮泵设计可高效应对高转速和高动能负荷，从而确保出色的性能和长久的使用寿命。

4. 以客户为中心的理念： Pfeiffer 普发致力于提供卓越的客户服务和支持。我们为操作员提供全面的培训，并提供针对涡轮泵技术特点量身定制的产品维护服务，以确保我们的客户能够获得理想的真空解决方案和支持。

前级泵（又称粗真空泵）是一种特殊的真空泵，需与高真空泵（如涡轮分子真空泵）配合使用。其作用是为系统减压，使高真空泵能够启动运行，可视为高真空泵的“启动辅助装置”。

前级泵是真空系统的第一级装置， 用于将系统和真空室从大气压力抽空至适合高真空泵能有效运行的较低压力水平。

前级泵必须具备足够的抽速以满足高真空泵的要求，这一点至关重要。典型的前级泵包括旋片真空泵、隔膜泵或涡旋真空泵等。若需更高抽速，可在预真空系统中集成罗茨泵。

为什么涡轮分子泵需配备前级泵？
涡轮分子真空泵属于动能式真空泵，通过动量传递将气体分子从进气口输送至排气口。这类高性能设备可产生极低压力，即高真空甚至超高真空环境。为防止被输送的气体从涡轮分子泵排气口回流至真空室，必须配备前级泵，经由预真空管路排出气体分子。
通常，前级泵与涡轮分子泵同步启动，协同抽排真空系统。当涡轮分子泵直接安装于真空室上时（如图所示），前级泵将通过涡轮分子泵对系统进行抽真空。

前级泵和涡轮泵通常同时启动，并一起抽真空真空系统。当涡轮泵直接安装在真空室上时（参见图），前级泵通过涡轮泵抽真空系统。

当达到特定的前级压力时，涡轮分子泵便会全速运转，进而产生高真空乃至超高真空环境。即便处于此状态，前级泵依旧持续运行，负责抽除高真空泵排出的气体分子， 以确保涡轮分子泵能够维持工作压力且避免过热。

前级泵同步执行多项关键功能：