多重牵引分子泵的的性能测试及其应用
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摘要
多重牵引分子泵(简称牵引泵)是由我国首创、最近刚实现产业化的一种新颖分子泵，它具有结构简单，抽速高，能耗低，工作压强和排气流量大，能获得清洁真空等一系列优点，具有广阔的应用前景。
本文在深入分析牵引泵工作原理的基础上，对该泵的主要技术指标进行了测试，并对该泵在各种真空领域中的应用前景进行了分析。其中，着重分析了牵引泵在稀土永磁材料真空熔炼炉中的应用，并成功进行了工业试验，取得了抽气时间缩短50％，能耗降低97％，熔炼合金质量显著提高等优异成绩。
本课题的研究表明牵引泵不仅具有优良的高真空性能，而且，还具有十分诱人的中真空性能：最高入口压强达300Pa，20Pa时抽速已与罗茨泵相当，低于1Pa时，抽速比罗茨泵高出5倍以上，能耗仅为罗茨泵的5％。此外，牵引泵还能获得清洁的真空，在100Pa—0.1Pa返油最大的压强范围，能将前级泵与真空室完全隔开，从而，为获得清洁真空开创了一条新路。因此，牵引泵的问世为当代真空技术提供了一种崭新的中、高真空获得设备，有望为真空获得技术带来一场新的变革。
A new kind of multiple molecular drag pump (MMDP), which has excellent performances in either high-vacuum, or mid-vacuum areas is invented recently. MMDP has a series of advantages: simple structure, large pumping speed, high working pressure and throughput, low power consumption and no hydrocarbon contamination, so it will has wide application in the future.
In the paper, the principle and the structures of MMDP are discussed. The performances are tested, and its application in various fields, especially, in vacuum furnace is analyzed. One of MMDP has been used to replace an oil jet pump in a vacuum melting furnace. The experimental results are: Pumping time is reduced 50%. Energy consumption is only 3% of that of jet pump. Quality of melting alloys is improved notably.
The research of this topic shows that not only MMDP has excellent performances in high-vacuum area, but also it has very attractive performances in mid-vacuum area: The maximum inlet pressure of MMDP is about 300 Pa. Pumping speed is nearly equal to that of root' pump at 20 Pa, and is more than 5 times of that at pressure below 1 Pa. Energy consumption is only 5% of that of root' pump. Furthermore, MMDP can separate
vacuum chamber completely from fore-vacuum pumps at pressure region of 0.1-1 OOPa, which is the most serious region of hydrocarbon contamination, and create a new way to obtain clean vacuum. Hence, MMDP will bring to a revolution in the future vacuum technology.
本文在深入分析牵引泵工作原理的基础上，对该泵的主要技术指标进行了测试，并对该泵在各种真空领域中的应用前景进行了分析。其中，着重分析了牵引泵在稀土永磁材料真空熔炼炉中的应用，并成功进行了工业试验，取得了抽气时间缩短50％，能耗降低97％，熔炼合金质量显著提高等优异成绩。
本课题的研究表明牵引泵不仅具有优良的高真空性能，而且，还具有十分诱人的中真空性能：最高入口压强达300Pa，20Pa时抽速已与罗茨泵相当，低于1Pa时，抽速比罗茨泵高出5倍以上，能耗仅为罗茨泵的5％。此外，牵引泵还能获得清洁的真空，在100Pa—0.1Pa返油最大的压强范围，能将前级泵与真空室完全隔开，从而，为获得清洁真空开创了一条新路。因此，牵引泵的问世为当代真空技术提供了一种崭新的中、高真空获得设备，有望为真空获得技术带来一场新的变革。
A new kind of multiple molecular drag pump (MMDP), which has excellent performances in either high-vacuum, or mid-vacuum areas is invented recently. MMDP has a series of advantages: simple structure, large pumping speed, high working pressure and throughput, low power consumption and no hydrocarbon contamination, so it will has wide application in the future.
In the paper, the principle and the structures of MMDP are discussed. The performances are tested, and its application in various fields, especially, in vacuum furnace is analyzed. One of MMDP has been used to replace an oil jet pump in a vacuum melting furnace. The experimental results are: Pumping time is reduced 50%. Energy consumption is only 3% of that of jet pump. Quality of melting alloys is improved notably.
The research of this topic shows that not only MMDP has excellent performances in high-vacuum area, but also it has very attractive performances in mid-vacuum area: The maximum inlet pressure of MMDP is about 300 Pa. Pumping speed is nearly equal to that of root' pump at 20 Pa, and is more than 5 times of that at pressure below 1 Pa. Energy consumption is only 5% of that of root' pump. Furthermore, MMDP can separate
vacuum chamber completely from fore-vacuum pumps at pressure region of 0.1-1 OOPa, which is the most serious region of hydrocarbon contamination, and create a new way to obtain clean vacuum. Hence, MMDP will bring to a revolution in the future vacuum technology.
引文
[1] 储继国，郑永等，多重拖动分子泵的原理、性能和应用，真空科学与技术，10，1999
[2] 罗思，《真空技术》，机械工业出版社，1979
[3] 杨乃恒，《真空获得设备》，冶金工业出版社，1987
[4] 戴荣道，《真空技术》，电子工业出版社，1986
[5] 杨乃恒 巴德纯 王晓冬 于治明，分子泵的世纪回顾与展望，真空，2，2001
[6] 巴德纯 杨乃恒，现代分子泵理论研究与进展，真空，2，1998
[7] 任家生 毛福明 赵正中 刘兆斌，太阳能真空集热管排气台的设计，真空，1，2001
[8] 杨乃恒，真空冶金技术的现状与发展，真空，7，1，2001
[9] 李德奎 程革 石岩 赵越 陈晓东，钕铁硼真空快淬设备及工艺研究，真空，6，1994
[10] 黄波 杨乃恒 孙宝玉 姜昌，微晶钕铁硼真空快淬设备及工艺研究，真空，5，1993
[11] 仇绪亮，卧式真空铝钎焊炉的结构研究，真空，2，1995
[12] 施加荣 孙力达，真空铝钎焊工艺与设备，真空，2，1990
[13] 梁宝珠 范庆元 宗德福，新型材料钕铁硼真空烧结炉的研制，真空，3，1988
[14] 程革 李德奎 庞丹阳，钕铁硼真空烧结炉的研制与应用，真空，2，1996
[15] 罗阳，稀土永磁产业的发展及真空技术的应用，真空，4，1991
[16] 王长久 谢文利，关于NdFeB烧结炉的真空技术指标的探讨，真空，2，1999
[17] 周莉，真空热处理在国内的应用概况，真空，5，1995
[18] 涡轮分子泵性能测试方法，中华人民共和国国家标准，GB 7774-87
[19] 傅杰，真空熔炼的近期进展，真空，3，1991
[20] 储继国，中国专利：92101300.0
[21] Ji-guo Chu,J.vac. Sci. Technol.A 12(4) 1690(1994)
[22] 储继国 郑永 龚建华等，真空科学与技术，1999,19(增刊)，45
[23] 罗阳，第三代稀土永磁NdFeB一、二、三，磁性材料及器件情报网出版
[24] 王美琪 王宝霞，高速钢的真空高压气体淬火，真空，3，1990
[25] M.Siegbahn, Arch. Math. Astron. Phys.30B.(2)(1944)
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[27] W. Geade,Annalen der Physic 41(1913) 337/289
[28] 郭义，铝真空钎焊过程的动态研究，焊接学报，5，3，1984
[29] 庄鸿寿等，铝合金真空钎焊，焊接学报，1，4，1980
[30] 周永安，《真空实验技术》，合肥工业大学，1998
[31] Chu J,J Vac. Sci.Technol. 1988,A6:1202
[32] Hablanian M.H., J Vac. Sci.Technol. 1993 ,A11:1614
[33] Chu J,PCT/CN 95/00056,1995
[34] J.G. Chu, J.Vac. Sci.Technol.A,Vol. 12,No.4,1990(1994)
[35] 林主税，真空冶金[M]，日本东京：日刊工业新闻社，1965
[36] 李正邦，真空冶金新进展[J]，真空科学与技术学报，19(增刊)，1999
[37] 韩国忠，烧结NdFeB磁体制造工艺中粉粒的氧化极其防护，磁性材料关键工艺技术交流会文集，12，1992
[38] 王宝霞译，国外金属热处理，1989，(5)
[39] 罗阳主编，Nd FeB磁体的全球贸易与技术展望，中国磁性材料与器件行业协会出版，1989，10
[40] 罗阳主编，NdFeB的今天和明天，磁性材料情报网，1991，6
[41] 李云奇，《真空镀膜与设备》，东北工学院出版社，1989
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