LEYBOLD TURBOVAC 361C 是德国莱宝真空(Leybold Vacuum)公司生产的一款高性能复合分子泵。它是莱宝经典的TURBOVAC系列中的重要型号,本质上是一种涡轮分子泵,通过高速旋转的涡轮叶片(转速通常高达数万转/分钟)对气体分子进行定向动量传递,从而在泵的入口和出口之间产生压力差,实现从高真空(HV)到超高真空(UHV)范围的抽气。该泵通常集成了驱动控制器,具有结构紧凑、抽速大(对氮气约360L/s)、极限真空度高(可达10^-10 mbar量级)、运行平稳、清洁无油等显著特点,是构建清洁高真空系统的核心设备。
应用场景:
在一家顶尖大学的材料科学实验室,一台用于制备纳米薄膜的磁控溅射镀膜设备正发出低沉的运转声。设备的核心真空腔室通过一个CF法兰连接着一台LEYBOLD TURBOVAC 361C 复合分子泵。在工艺开始前,先由前级机械泵将腔室抽至中真空(约10^-2 mbar),然后启动361C。随着涡轮转子加速至最高转速,它开始高效地抽取腔室内的残余气体分子,在半小时内将腔体压力降至优于5×10^-7 mbar的洁净高真空环境。只有在这个“超净”的背景下,才能进行高质量的薄膜沉积,避免杂质污染。在一次长达数月的连续实验后,361C 的轴承监测系统发出预警信号。实验室工程师根据维护计划,提前订购了备件,在周末进行了预防性更换,确保了周一所有实验项目都能照常进行,没有耽误任何一位研究生的宝贵数据。这台泵,是无数尖端科研成果背后沉默的“造空者”。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | TURBOVAC 361C |
制造商 | Leybold Vacuum (莱宝真空) |
产品类别 | 复合分子泵(涡轮分子泵) |
抽速 (对氮气N2) | 360 升/秒 (在入口压力范围内) |
极限真空 (终极压力) | < 1 × 10^-10 毫巴 (mbar) 或更低 (经充分烘烤后) |
压缩比 | 对氮气 (N2) 极高 (>10^9), 对氢气 (H2) 也很高 (>10^3) |
前级泵要求 | 需要一台前级泵(如旋片泵、涡旋泵)提供中真空背压, 通常要求< 1 mbar |
轴承类型 | 复合轴承系统: 通常为陶瓷球轴承, 采用永久润滑, 寿命长; 或可选磁悬浮轴承版本 (型号后缀不同) |
转速 | 高转速, 典型值约 90,000 转/分钟 (具体取决于型号与供电频率) |
法兰接口 | 入口: 通常为 CF (ConFlat) 法兰, 如 DN 160 CF; 出口: KF 或 CF 法兰 |
驱动控制器 | 集成式变频驱动控制器 (通常为“C”版本特点), 提供加速、转速控制、状态监测与保护 |
冷却方式 | 气冷 (风冷) 或 水冷 (取决于具体配置) |
关键特性 | 高可靠性、长寿命轴承、清洁无油、振动低、集成智能控制、兼容性强 |
技术原理与创新价值:
创新点1:高效的涡轮分子泵抽气原理。
TURBOVAC 361C 的核心是其精密的涡轮转子组。高速旋转的动叶片与静止的定叶片交错排列。气体分子与高速运动的叶片碰撞后,获得向出口方向的动量,从而被逐级压缩,最终被前级泵抽走。这种纯机械的抽气方式,不涉及油蒸汽或碳氢化合物污染,能获得极其洁净的高真空和超高真空环境,这对于半导体工艺、表面分析和许多科学研究至关重要。
创新点2:先进的复合轴承技术与长寿命设计。
该泵的成功很大程度上依赖于其高性能轴承系统。“复合轴承”通常指采用特殊陶瓷材料、优化设计和永久润滑技术的精密球轴承。陶瓷球具有重量轻、硬度高、耐腐蚀、热膨胀系数小的优点,能显著降低摩擦和磨损,即使在高速下也能保证低振动和长运行寿命(通常可达数万小时)。这使得361C 成为需要连续、稳定运行的工业应用的可靠选择。
创新点3:智能集成化驱动与控制。
“C”型号通常意味着泵体与驱动控制器一体化或高度集成。控制器不仅提供软启动和精确的转速控制,还集成了全面的监控和保护功能:如轴承温度监测、转速监控、电机电流监测、前级压力联锁等。它能通过数字接口(如RS-232/485)或模拟量输出,将泵的状态(转速、温度、功耗、报警)实时传送给上位真空系统控制器,实现智能化管理和故障预警。
应用案例与行业价值:
案例:高端电子束蒸发镀膜设备核心抽气单元
一家光学镀膜公司为制备高性能激光镜片,采用电子束蒸发技术。该工艺对真空室的洁净度和极限压力要求极高。
应用流程: 真空室直接通过大口径管道连接一台LEYBOLD TURBOVAC 361C 作为其主高真空泵。在镀膜前,系统进行高温烘烤,361C 在此期间持续工作,有效抽除腔壁释放的气体,使本底压力达到10^-7 mbar量级。在蒸镀过程中,它快速抽走蒸发源产生的大量工艺气体,维持工作压力的稳定。
带来的改进: 使用361C 后,镀膜产品的缺陷率(由灰尘或碳氢污染引起)显著降低,薄膜的附着力和光学性能得到提升。生产主管表示:“我们的镀膜质量直接取决于真空质量。TURBOVAC 361C 这台泵是我们的‘质量守护者’。它运行非常安静稳定,内置的控制器让我们可以轻松地集成到自动化镀膜程序中。它的长寿命和可靠性,也让我们在计算单件成本时非常有优势。”


相关产品组合方案:
构建一套完整的高真空系统,以下组件与TURBOVAC 361C 紧密配合:
前级泵 (Backing Pump): 如莱宝 SCROLLVAC 涡旋泵 或 TRIVAC 旋片泵,为分子泵提供必要的前级真空。
真空计 (Vacuum Gauges): 如皮拉尼计 (中低真空测量)、冷阴极电离计 或 潘宁计 (高真空测量),用于监测泵入口和前级压力。
真空阀门与管道: 高真空挡板阀、角阀、CF/KF法兰及金属密封管道,用于连接泵、腔室和前级泵。
真空腔室与样品架: 最终的工艺发生场所。
真空系统控制器: 如莱宝的 CenterOne 或第三方PLC,用于协调泵、阀、真空计的自动顺序控制。
冷却系统 (若为水冷): 循环水冷却机,为泵体和驱动器提供稳定冷却。
备用的 分子泵轴承套件/维修包:用于计划性的大修和维护。
安装维护与全周期支持:
安装与调试: TURBOVAC 361C 的安装需要专业知识和洁净的环境。必须水平安装,确保泵轴水平,并使用正确的扭矩交叉紧固法兰螺栓,以保证金属密封的可靠性。连接冷却水管(若为水冷型)和电源。启动前,必须确保前级泵已工作,并将前级压力降至允许值(通常<1 mbar)以下。通过控制器或外部信号启动分子泵,它将自动完成加速过程。调试主要是验证抽气性能(抽速、极限压力)和通信功能是否正常。
维护与全周期支持: 日常维护主要是保持泵体清洁和冷却畅通。定期检查前级泵油和过滤器状态。控制器会记录运行时间,当接近轴承理论寿命时,建议进行预防性大修或更换。