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文章詳情
分子泵是否“無油”？
日期：2025-11-09 00:44
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摘要：分子泵是否“無油”？這是一個老問題了。
從工作機理來說，分子泵對油蒸汽的壓縮比很高，即使前級有油蒸汽存在，高真空室通常無法檢測到油蒸汽，所以，往往被稱為“ 無油”泵。其實，上述說法只有在分子泵操作步驟合理時才能成立。
分子泵處于停止狀態，泵的軸承（磁懸浮軸承除外）和前級泵（干式前級泵除外）的潤滑油蒸汽可能擴散到高真空室。
1）停泵狀態：氣體的擴散速度與壓強平方成反比。停泵狀態，只要壓強＞50Pa，對大部分用戶來說，油蒸汽的擴散可以忽略，可以認為“無油”。
2）制動過程：分子泵制動過程中，真空室壓強逐漸升...
分子泵是否“無油”？這是一個老問題了。
從工作機理來說，分子泵對油蒸汽的壓縮比很高，即使前級有油蒸汽存在，高真空室通常無法檢測到油蒸汽，所以，往往被稱為“ 無油”泵。其實，上述說法只有在分子泵操作步驟合理時才能成立。
分子泵處于停止狀態，泵的軸承（磁懸浮軸承除外）和前級泵（干式前級泵除外）的潤滑油蒸汽可能擴散到高真空室。
1）停泵狀態：氣體的擴散速度與壓強平方成反比。停泵狀態，只要壓強＞50Pa，對大部分用戶來說，油蒸汽的擴散可以忽略，可以認為“無油”。
2）制動過程：分子泵制動過程中，真空室壓強逐漸升高，*終達到前級真空水平。顯然，真空室中的氣體絕大部分是由前級擴散過來的，前級真空中的油蒸汽理所當然會帶進真空室。
4）爬油問題：不論停泵、還是運轉，潤滑油都會沿轉軸和葉輪爬向高真空室。分子泵運行時，若抽除油蒸汽的速率超過爬油速率，則問題不大，反過來就不大妙了。
5）返油通道：為了提高抽速，現有渦輪分子泵通常采用透光葉輪，因此，在分子泵內部，高真空與前級真空之間，存在直通通道，構成返油路徑。
對于同時采用磁懸浮軸承和干式前級泵的分子泵抽氣系統，才是無油真空系統。然而，該系統十分昂貴，大部分用戶難以承受。
下面著重討論幾種費用不大的應對策略：
1）啟動過程
小型真空設備，分子泵和前級泵同時啟動可以有效減少啟動過程中的返油。
大 型真空設備，在真空室壓強抽至50-100Pa時，即啟動分子泵低速運轉，可減少返油。現有分子泵大多可以在較高的壓強下低速運轉，但各廠家，甚至同一廠家、不同型號產品的高壓強運行能力有很大差異，操作起來不容易把握，一旦出現問題，損失不小。此外，低速運轉時，分子泵的擋油能力也有所減弱。
2）制動過程
若在分子泵壓縮級中部設專用充氣口，當泵的轉速降至約1/3標稱值時，注入N2、干燥空氣、或其它清潔氣體，可以阻擋前級真空的油蒸汽進入高真空室。
3）采用分子增壓泵也是一種理想的解決辦法。該泵可在50-100Pa的高壓強下連續運行。
真空泵返油是一個十分具體的應用問題，學究式的討論無多大意義。在實際工作中，只要返油量不影響真空產品的質量就行了。
從工作機理來說，分子泵對油蒸汽的壓縮比很高，即使前級有油蒸汽存在，高真空室通常無法檢測到油蒸汽，所以，往往被稱為“ 無油”泵。其實，上述說法只有在分子泵操作步驟合理時才能成立。
分子泵處于停止狀態，泵的軸承（磁懸浮軸承除外）和前級泵（干式前級泵除外）的潤滑油蒸汽可能擴散到高真空室。
1）停泵狀態：氣體的擴散速度與壓強平方成反比。停泵狀態，只要壓強＞50Pa，對大部分用戶來說，油蒸汽的擴散可以忽略，可以認為“無油”。
2）制動過程：分子泵制動過程中，真空室壓強逐漸升高，*終達到前級真空水平。顯然，真空室中的氣體絕大部分是由前級擴散過來的，前級真空中的油蒸汽理所當然會帶進真空室。
4）爬油問題：不論停泵、還是運轉，潤滑油都會沿轉軸和葉輪爬向高真空室。分子泵運行時，若抽除油蒸汽的速率超過爬油速率，則問題不大，反過來就不大妙了。
5）返油通道：為了提高抽速，現有渦輪分子泵通常采用透光葉輪，因此，在分子泵內部，高真空與前級真空之間，存在直通通道，構成返油路徑。
對于同時采用磁懸浮軸承和干式前級泵的分子泵抽氣系統，才是無油真空系統。然而，該系統十分昂貴，大部分用戶難以承受。
下面著重討論幾種費用不大的應對策略：
1）啟動過程
小型真空設備，分子泵和前級泵同時啟動可以有效減少啟動過程中的返油。
大 型真空設備，在真空室壓強抽至50-100Pa時，即啟動分子泵低速運轉，可減少返油。現有分子泵大多可以在較高的壓強下低速運轉，但各廠家，甚至同一廠家、不同型號產品的高壓強運行能力有很大差異，操作起來不容易把握，一旦出現問題，損失不小。此外，低速運轉時，分子泵的擋油能力也有所減弱。
2）制動過程
若在分子泵壓縮級中部設專用充氣口，當泵的轉速降至約1/3標稱值時，注入N2、干燥空氣、或其它清潔氣體，可以阻擋前級真空的油蒸汽進入高真空室。
3）采用分子增壓泵也是一種理想的解決辦法。該泵可在50-100Pa的高壓強下連續運行。
真空泵返油是一個十分具體的應用問題，學究式的討論無多大意義。在實際工作中，只要返油量不影響真空產品的質量就行了。
