真空技术油扩散泵机械泵相关知识

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1、在真空实用技术中，真空的获得和测量是两个最重耍的方面，在一个真空系统中,真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。目前常用的真空获得设备主要有旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温泵等。真空测量仪器主要有U型真空计、热传导真空计、电离真空计等。随着电子技术和计算机技术的发展，各种真空获得设备向高抽速、高极限真空、无污染方向发展。各种真空测量设备与微型计算机相结合，具有数字显示、数据打印、自动监控和自动切换量程等功能。低真空的应用主要涉及真空输送、真空过滤、真空成型、真空装卸、真空干燥及真空浓缩等，在纺织、粮食加工、矿山、铸造、医药等部门有着广泛的应用。本文主要

2、是介绍最基本的真空系统的结构，尤其是低真空系统的结构，介绍低真空的获得设备一机械泵、油扩散泵以及热传导真空计、U型真空计、高频火花真空测定仪的原理及使用，重点介绍了油扩散泵的原理、结构以及和关计算。一.真空的获得1.机械泵：下阁是旋片式机械泵结构阁：排气口-进气口加油塞旋片定子油塞排气阀门旋片式机械泵剖而图1一进气昝;2_进气门；3—顶部密封;4一旋片;5—泵汕；6—转子；7—•定子；8—出气门；9—排气阀片U0—出气口；11一•挡汕溅板它由转子、定子、旋片（或称刮板）、活门和油槽等构成。泵的定子装在油槽中，定子的空腔时圆柱形。转子是圆柱形轮子，它偏心地装成与定

3、子空腔内切的位置。转子可绕自己的旋转对称轴转动，转子是由马达带动的。转子中镶奋两块刮板，刮板之间用弹簧相连，使刮板紧贴在定子空腔内壁上。当转子转动时，被抽容器中的气体经过进气口到定子与转子之间的空间，由活门及进气口排出。定子浸在油中，油是起密封、润滑与冷却作用的，进油槽是为了让油进入空腔。进空腔的油除了上述作用外，还起着协助打开活门的作用，因为在压强很低时被压缩的气体不足以打开活门，而不可压缩的汕，将强迫活门打开，活门的作用是让气体从泵屮排出，而不让大气进入泵屮。泵的工作原理如下图所示：旋片式机械泵原理(a)表示两刮板转动时上刮板A与进气口之间的体积不断增大，这

4、时被抽容器内气体从进气口进入这部分空间。(b)、(c)表示进入泵中的气体被刮板B与被抽容器隔开并被压缩到活门。当转子转动到图(d)的位置时，被压缩的气体的压强大于大气压强，这吋活门被打开，气体排出泵外。两个刮板不停地重复以上过程，实现丫对容器连续抽气的目的。1.油扩散泵：1、概述：油扩散泵(oildiffusionpump)的工作原理与水蒸汽喷射泉相似，都是利用低压、高速和定向流动的油蒸气射流抽气的真空泵。这种泵的极限真空为10-4〜10-5帕，工作压力范围为10-1〜10-4帕，抽速范围为几十至十几万升/秒(1升=10-3米3)。油扩散泵是获得高真空的主要设备

5、，广泛用于真空冶炼、真空镀膜、空间模拟试验和对油污染不敏感的一些真空系统中。［简史］1915年，德国物理学家W.盖得发表了他研究的扩散泵报告。1916年，美国人I.朗缪尔制成泵壁带有冷却系统的所谓冷凝泵。这些泵以汞蒸气为工作介质可获得10-5帕真空。1928年，英国人C.D.伯尔奇发现高沸点的石油衍生物,1936年，C.D.希克曼等人制成人工合成油。这两种油在室温下的饱和蒸气压都非常低，从而取代了汞作为扩散泵的工作液。从此油扩散泵在高真空领域的工业生产和科学试验中就日渐普遍使用，并奠定了高真空技术的基础。60年代开始，油扩散泵又有了新的发展。主要的改进是：①泵的

6、材料采用放气量甚小的不锈钢。②采用饱和蒸气压很低、热稳定性好的油如聚苯醚和硅油作为泵的工作液。③改革结构，新型油扩散泵在泵口法兰不变和不过分增大泵的外形尺寸条件下，在法兰下部突出地扩大泵腔的断面，其抽气速率可增大20〜40%。如在此装设一个大直径扩散喷嘴和液氮冷却的大直径挡油帽等。泵可有通常泵（指没有扩大泵腔断面的泵）的抽气速率，并比较彻底地克服了泵的返油而获得低于10-8帕清洁超高空。因此，汕扩散泵在清洁超高真空的工业生产和科学试验中又取得重要的地位。2、结构和工作原理油扩散泵主要由泵体、扩散喷嘴、蒸气导管、油锅、加热器、扩散器、冷却系统和喷射喷嘴等部分组成（

7、见图）。扩敗唆啾晶.ft空工作项视收喷哦冷邱油场一-代农油蕉气代炎抹油气体加热紡扩敗器级气口当油扩散泵用前级泵预抽到低于1帕时，油锅可开始加热。沸腾吋喷嘴喷出高速的蒸气流，热运动的气体分子扩散到蒸气流中，与定向运动的油蒸气分子碰撞。气体分子因此而获得动量，产生和油蒸气分子运动方向相同的定向流动。到前级，油蒸气被冷凝，释出气体分子，即被前级泵抽走而达到抽气0的。由于射流具有高流速（约200m/s）,高的蒸气密度，且扩散泵油分子量大（300〜500），故能有效地带走气体分子，气体分子被带往出口处再由机械泵抽走。泵油的蒸气压直接影响泵的真空性能。但油扩散泵所使用的任何

8、泵油，都是蒸气压不同的多