本文介绍和给出了扩散泵的主要尺寸、参数的设计与计算,并对抽气速率、蒸发面积及喷咀设置与返流率等问题进行探讨。
1、概述
自1913 年Gaede 发明扩散泵至今已有101 年,在此期间技术上已经有很大进步。现在生产的油扩散泵抽速已达到100000 L/s 以上,扩散喷射泵的抽速也达40000 L/s,蒸汽流真空泵在真空应用领域中起着十分重要的作用。尽管有许多其它类型的抽气方式也可以在高真空领域工作,但由于扩散泵结构简单、操作和维护方便、使用寿命长、对各种气体均有较好的抽气特性,因而它一直是获得高真空的主要抽气设备
上个世纪80 年代,真空行业协会组织行业内企业到欧洲考察并引进两台油扩散泵作为样机进行泵的性能测试,测试地点选在兰州真空设备厂和北京仪器厂,测试结果为:兰州厂测试结果(泵口直径准400 mm)抽气速率,在1.3×10-3~6.7×10-2 Pa 时平均值为工作液DC-704 5820 L/s 抽速系数0.399KS-3 5725 L/s 抽速系数0.393北京厂测试结果(泵口直径准320 mm)抽气速率在1.3×10-3~6.7×10-2 Pa 时平均值为3600 L/s,抽速系数为0.386。
扩散泵中的油在真空中加热到沸腾温度(约为200度)产生大量的油蒸气,油蒸气经导流管由各级喷嘴定向高速喷出。由于扩散泵进气口附近被抽气体的分压强高于蒸气流中该气体的分压强。这样,被抽气体分子沿着蒸气方向高速运动,气体分子碰到泵壁又反射回来,再受到蒸气流碰撞而重新沿蒸气流方向流向泵壁。经过几次碰撞后,气体分子被压缩到低真空端,再由下几级喷嘴喷出的蒸气进气多级压缩,最后由前级泵抽走,而油蒸气在冷却的泵壁上被冷凝后又返回到下层重新被加热,如此循环工作达到抽气目的。
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