油擴散泵的原理和污染物來源

時間：2019/5/23閱讀：2906

油擴散泵是利用低壓、速和定向動的油蒸氣射抽氣的真空泵。這種泵的限真空為10-4~10-5帕，作壓力范圍為10-1~10-4帕，抽速范圍為幾十至十幾升/秒(1升=10-3米3)。油擴散泵是獲得真空的主要設備，廣泛用于真空冶煉、真空鍍膜、空間模擬試驗和對油污染不敏感的些真空系統中。

原理

泵油的蒸氣壓直接影響泵的真空性能。但油擴散泵所使用的何泵油，都是蒸氣壓不同的多組分的混合物。因此，要提油擴散泵的抽氣和真空性能，泵在作中自身還要對泵油行分餾和凈化。分餾目的是使蒸氣壓組分的油不入真空作噴嘴(真空端的噴嘴);凈化目的是使蒸氣壓組分的油在作過程中不斷為前泵所抽除，使油逐漸趨于純凈.

泵油分餾主要是利用泵油各組分的蒸發溫度不同，使它們分別在不同的鍋爐面積上蒸發。當作后冷凝回的泵油到有保溫罩分的泵壁時，油即得到預加熱，隨即到油鍋周邊,經鍋底環形加熱器加熱,輕餾分的油達到蒸發溫度便在外層蒸發而入低真空作噴嘴 (靠近前泵的噴嘴);未能蒸發的某些輕餾分油也因比重較其他餾分油小而浮到油面上。由于外層蒸氣導管的限制，這分餾分蒸發后仍入低真空作噴嘴。重餾分的油在外層蒸氣導管中因未達到蒸發溫度而未蒸發，遂從外層由鍋底間的縫隙到油鍋中心蒸發，入真空作噴嘴。輕、重餾分的油蒸氣這樣分道供給低真空作噴嘴和真空作噴嘴這過程謂之分餾。從噴射噴嘴噴出的油蒸氣在前得不到充分的冷卻，蒸氣中的輕餾分即未能冷凝而被前泵抽除。如此循環作，泵油中的輕餾分便越來越少，重餾分的比例則越來越大，泵油便逐漸趨于純凈。這過程謂之凈化。泵油的分餾和凈化，對提泵的限真空有重要作用。

油擴散泵真空系統的污染物來源

(1)擴散泵油蒸汽的返。這是重大的污染源。

(2)系統中的零件，在裝配時用有油的手拿。用有油污的手套拿，這樣粘染的有機分子可以成系統內的污染。

(3)前油封機械泵油的返。這個問題也很嚴重，當入口壓力較時，在達到過渡區(1~10-1Pa)壓力時，機械泵的油蒸汽即可直接入擴散泵內，對系統直接行污染。很多真空過程的污染來自機械泵返油。當停機械泵時如不及時向泵內放大氣，機械泵油可直接返到擴散泵油鍋內。當擴散泵起動時對系統的污染更為嚴重。

(4)抽氣系統中密封材料的放氣成的污染。別是人橡膠密封圈，密封油脂，潤滑油等，也同樣成嚴重的污染。

(5)當停泵后放大氣時，使真空零件在空氣中粘污上水蒸汽，油煙等，成對真空系統的污染

消除系統油蒸氣返的具體措施

(1)加大擴散泵的啟動率來縮短機械泵與擴散泵切換時的壓力過渡區。

(2)通過改變系統操作和用閥門來避開返危險區(切換過渡區)。例如，可使個按照預定速度開啟的真空閥，逐漸地開啟它，保證入擴散泵的氣體量低于它的排氣量，并且又使機械泵抽速保證擴散泵前壓力，以使擴散泵能樹立作。這樣就能避開過渡區的出現。

(3)改善操作，將擴散泵的加熱率調率，避免出現泵油沸現象;般擴散泵在加熱開始和關閉過程中，返將出現峰值，所以可用泵口處的真空閥門來控制避免返。

(4)在擴散泵入口處加裝液氫冷阱或吸附阱來捕集返油蒸氣。

(5)選用的擴散泵作液。

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