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散泵是目前获得高真空的、主要的工具之一,通常指油扩散泵。扩散泵是一种次级泵,它需要机械泵作为前级泵。
影响油扩散泵性能的因素如下。
1、油扩散泵的返流。
2、气体分子的反扩散。
3、扩散泵油的裂化分解,一般扩散泵对其工作油的要求是饱和蒸气压以内(室温下0.00000001Pa左右),受热稳定性好,不易被氧化,分子量大的高沸点的液体,如硅油是扩散泵中比较理想的工作油。
4、泵清洗不干净,污染物质留在泵内并重复循环,影响其真空度。
扩散泵系统的压强不稳定的原因,有内部和外部之分。泵外的原因有:①来自橡胶垫圈的气泡;②从障板上滴落下的泵油;③高的前级耐压;④阱除霜;⑤阱内冷冻层的。泵内的原因有:①泵油爆沸或沸腾不稳定;②在导流管外部油的沸腾;③轻气体的低压缩比;④喷咀内的液滴;⑤顶喷咀变冷(蒸汽冷凝);⑥锅炉附近泄漏,泵体要检漏。
扩散泵的缺点是返油问题,加上挡油帽和冷阱及正确操作,其返油率可降到1×10-5mg/cm2min的地步。
油扩散泵致命的缺点就是泵油返流污染被抽系统。经过大量的研究,现代扩散泵由于增加了挡油帽、障板和冷阱等措施,使扩散泵的返油率降得很低。所有的油扩散泵都存在一定程度的返流现象。返流的气体是少量残余的碳氢化合物。返流有两个不同性质的来源:泵油分子朝向扩散泵顶喷咀的上方运动构成泵的主要的返流。其次要的返流是被泵壁冷凝的泵油的迁移或再蒸发。利用好的锅炉和喷咀设计,可使主要的返流降至低。在顶喷咀上方设置水冷挡油帽,它已成为顶喷咀的拦截返油的水冷装置,由于不断对冷帽结构的改进,使主要返流大大降低。
现代的油扩散泵在泵入口处,泵油的返流已降至大约室温下泵油蒸发速率的水平。
只有在使用时遵守一定的操作规程,才能保证系统的正常工作。前已详细叙述过有关机械泵、扩散泵的操作规程。经人们生产实践,对排气系统,也同样总结出来一套操作规程。以高真空排气系统为例(其他真空设备可仿照施行),其操作规程如下:①检查真空系统各部分,熟悉系统的气路结构,了解真空系统各元件的作用以及操作部分的电路联接。②关闭放气阀门,启动机械泵,对系统进行抽气,并随时用火花检漏器对系统各部分进行检漏。如系全金属系统,则可关闭阀门,用真空计读数记下P-t曲线(作静态升压试验)。如压强随时间呈直线上升,可断定系统有漏气源,应进行检漏。③当系统真空度达到油扩散泵的前置压强(5×10-2托)后,启动扩散泵,使加热电流逐渐升到额定(佳)值。在启动扩散泵前,必须先开冷却水。④扩散泵正常工作后,用火花检漏器(或热偶计)判断量测系统的真空度。到10-3托以上(热偶计近满偏或95格以上)才能使用电离真空计。使用时先对规管除气,后测量真空度。
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