本文介紹和給出了擴(kuò)散泵的主要尺寸、參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算,并對(duì)抽氣速率、蒸發(fā)面積及噴咀設(shè)置與返流率等問(wèn)題進(jìn)行探討。
1、概述
自1913 年Gaede 發(fā)明擴(kuò)散泵至今已有101 年,在此期間技術(shù)上已經(jīng)有很大進(jìn)步,F(xiàn)在生產(chǎn)的油擴(kuò)散泵抽速已達(dá)到100000 L/s 以上,擴(kuò)散噴射泵的抽速也達(dá)40000 L/s,蒸汽流真空泵在真空應(yīng)用領(lǐng)域中起著十分重要的作用。盡管有許多其它類(lèi)型的抽氣方式也可以在高真空領(lǐng)域工作,但由于擴(kuò)散泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作和維護(hù)方便、使用壽命長(zhǎng)、對(duì)各種氣體均有較好的抽氣特性,因而它一直是獲得高真空的主要抽氣設(shè)備
上個(gè)世紀(jì)80 年代,真空行業(yè)協(xié)會(huì)組織行業(yè)內(nèi)企業(yè)到歐洲考察并引進(jìn)兩臺(tái)油擴(kuò)散泵作為樣機(jī)進(jìn)行泵的性能測(cè)試,測(cè)試地點(diǎn)選在蘭州真空設(shè)備廠和北京儀器廠,測(cè)試結(jié)果為:蘭州廠測(cè)試結(jié)果(泵口直徑準(zhǔn)400 mm)抽氣速率,在1.3×10-3~6.7×10-2 Pa 時(shí)平均值為工作液DC-704 5820 L/s 抽速系數(shù)0.399KS-3 5725 L/s 抽速系數(shù)0.393北京廠測(cè)試結(jié)果(泵口直徑準(zhǔn)320 mm)抽氣速率在1.3×10-3~6.7×10-2 Pa 時(shí)平均值為3600 L/s,抽速系數(shù)為0.386。
擴(kuò)散泵中的油在真空中加熱到沸騰溫度(約為200度)產(chǎn)生大量的油蒸氣,油蒸氣經(jīng)導(dǎo)流管由各級(jí)噴嘴定向高速?lài)姵。由于擴(kuò)散泵進(jìn)氣口附近被抽氣體的分壓強(qiáng)高于蒸氣流中該氣體的分壓強(qiáng)。這樣,被抽氣體分子沿著蒸氣方向高速運(yùn)動(dòng),氣體分子碰到泵壁又反射回來(lái),再受到蒸氣流碰撞而重新沿蒸氣流方向流向泵壁。經(jīng)過(guò)幾次碰撞后,氣體分子被壓縮到低真空端,再由下幾級(jí)噴嘴噴出的蒸氣進(jìn)氣多級(jí)壓縮,最后由前級(jí)泵抽走,而油蒸氣在冷卻的泵壁上被冷凝后又返回到下層重新被加熱,如此循環(huán)工作達(dá)到抽氣目的。
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