真空技术书籍,第二版

4.9.1.3 涡轮分子泵性能数据

气体负荷

可用涡轮分子泵抽出的气体负荷 $q_{pV}=S \cdot p=\frac{dV}{dt} \cdot p$ (公式 1-16),

在恒定体积流量范围内与压力成正比增长。在抽速曲线的下 降段中,最大抽出的气体负荷可继续上涨,但他们取决于前 级泵大小。最大允许的气体负荷也取决于泵的温度(冷却和/ 或加热的泵)和所涉及的气体类型。抽出惰性气体是有疑问 的,因为它们在撞击转子时产生大量的耗散能量,且由于其 低比热,只有很少的热量可耗散给壳体。

制造商对转子温度的测量能够对气体类型有关的工艺提出建 议,以便安全操作涡轮分子泵。涡轮分子泵的技术数据规定 了氢、氦、氮、氩和 CF4 在公称 rpms 下最大允许的气体负荷。转速降低允许更高的气体吞吐量。

抽速 > 1,000 l · s-1 的 HiPace 系列泵配备了转子温度监控装 置,防止其自身过热。

临界前级压力

临界前级压力是指涡轮分子泵前级真空侧的最大压力, 在该 压力下,泵的压缩比减少。通过在进气侧无进气的情况下增 加前级压力,根据 ISO 21360-1:2012 测定压缩比,作为压 缩比测定的一部分来确定该值。在涡轮分子泵的技术数据 中, 最大临界前级压力始终是针对氮来规定的。

本底压力、极限压力、残余气体

对于真空泵,极限压力和本底压力是有区别的(也见第4.1.3 节)。 虽然泵必须在测量指南中规定的条件下在规定时间内 达到本底压力 pb,但是极限压力 pe 可大幅降低。在 HV 范围 内, 使用金属密封件在清洁条件下烘烤 48 小时后达到本底压 力。 对具有铝壳体泵的底压的规定是实现压力无需烘烤,且 使用清洁的 FKM 密封件。

腐蚀性气体版本的泵具有较高的解吸率,由于转子表面的涂 层,这可暂时导致较高的本底压力。

用前级压力除以压缩比得出极限压力。

\[p_e=\frac{p_v}{K_0}\]

公式 4-14: 极限压力

是否达到极限压力将取决于设备和泵的大小与清洁度以及烘 烤条件。在极端烘烤(超过 300 °C)后,在残余气体中将只 发现 H2, CO and CO22。 这些是溶解在测试罩金属中并连续逸 出的气体。清洁、 烘烤设备的典型残余气体光谱如图 4.28 所 示。

典型的 UHV 残余气体光谱(涡轮分子泵)

图 4.28: 典型的 UHV 残余气体光谱(涡轮分子泵)

在使用前级泵时,气镇应定期打开,以防止氢在前真空区域 积聚。在很多情况下,实际极限压力由涡轮分子泵高真空侧 解吸条件及其抽速决定的,而不是泵的压缩比。/p>