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油扩散泵的使用工艺



由于蒸气流的上方被抽气体的分压强大于蒸气流内该气体的分压强,故气体分子不断地由较高分压强区向较低分压强区的蒸气流中扩散,并被超音速的蒸气流分子碰撞,气体分子因而得到一个指向泵前级方向的速度分量,从宏观上看,好象气体分子被蒸气流逐级向下推送。原来体积较大、压强较低的气体,经过几级蒸气流的压缩后,到达前级空间时,已成为体积较小、压强较高(10-3托以上)的气休,随即被前级机械泵抽走。而从喷口喷出的蒸气流落到水冷泵壁上,被冷凝成液体流回到分馏锅内,再受热变成蒸气。如此反复循环,逐渐在喷嘴的上端和附近便形成了一个低压强区域,被抽容器内的压强便不断降低。

高速的蒸气流对前级真空室里的高压强气体来说,如同一道屏障,阻止它返回高真空端。这种泵高真空端压强一般可低到10-8托以下,而前级压强可高前10-1托,因此,气体压缩比高达亿倍以上,这也是其他泵种无法比拟的优点。但由于种种原因,泵液蒸气分子不可避免的会返流入高真空端而污染真空系统和被抽容器或器件,这是必须设法消除的。经过人们多年对扩散泵的泵型结构、抽气机理研究,对使用各种类型阱在不同条件下的挡油效率的研究,对扩散泵液、返油机理、挡油帽结构等问题的研究,使扩散泵技术取得了可观的进展:抽速效率(何氏系数)可做到大于50%,最大工作能力每千瓦高于1托·升/秒,前级反压强优于0.5托,不用冷阱直接抽气极限压强可达1 x10-9托,抽气速率比老式泵已提高两倍,最大容许排出压强、耐久性等均得到加强。总的来说,关键的问题是由于低蒸气压泵液和返流控制研究的进展,才使得用油扩散泵来获得超高或极高真空和“清洁”真空成为可能。只要能彻底防止材料溶解氢的影响、彻底烘烤去气、防止渗透,即尽量减少材料和泵壁放气带来的污染,用扩散泵获得最终极限压强达10-16托量级目前看来是有可能的。

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