原理

利用低壓、高速和定向流動(dòng)的油蒸氣射流抽氣的真空泵。這種泵的極限真空為10～10帕，工作壓力范圍為10～10帕,抽速范圍為幾十至十幾萬(wàn)升／秒（1升＝10米）。油擴(kuò)散泵是獲得高真空的主要設(shè)備，廣泛用于真空冶煉、真空鍍膜、空間模擬試驗(yàn)和對(duì)油污染不敏感的一些真空系統(tǒng)中。

1915年，德國(guó)物理學(xué)家W.蓋得發(fā)表了他研究的擴(kuò)散泵報(bào)告。1916年，美國(guó)人I.朗繆爾制成泵壁帶有冷卻系統(tǒng)的所謂冷凝泵。這些泵以汞蒸氣為工作介質(zhì)可獲得10帕真空。1928年,英國(guó)人C.D.伯爾奇發(fā)現(xiàn)高沸點(diǎn)的石油衍生物，1936年，C.D.希克曼等人制成人工合成油。這兩種油在室溫下的飽和蒸氣壓都非常低，從而取代了汞作為擴(kuò)散泵的工作液。從此油擴(kuò)散泵在高真空領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)中就日漸普遍使用，并奠定了高真空技術(shù)的基礎(chǔ)。60年代開(kāi)始，油擴(kuò)散泵又有了新的發(fā)展。主要的改進(jìn)是：①泵的材料采用放氣量甚小的不銹鋼。②采用飽和蒸氣壓很低、熱穩(wěn)定性好的油如聚苯醚和硅油作為泵的工作液。③改革結(jié)構(gòu)，新型油擴(kuò)散泵在泵口法蘭不變和不過(guò)分增大泵的外形尺寸條件下，在法蘭下部突出地?cái)U(kuò)大泵腔的斷面，其抽氣速率可增大20～40％。如在此裝設(shè)一個(gè)大直徑擴(kuò)散噴嘴和液氮冷卻的大直徑擋油帽等。泵可有通常泵（指沒(méi)有擴(kuò)大泵腔斷面的泵）的抽氣速率，并比較徹底地克服了泵的返油而獲得低于10帕清潔超高空。因此,油擴(kuò)散泵在清潔超高真空的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)中又取得重要的地位。

油擴(kuò)散泵主要由泵體、擴(kuò)散噴嘴、蒸氣導(dǎo)管、油鍋、加熱器、擴(kuò)散器、冷卻系統(tǒng)和噴射噴嘴等部分組成（見(jiàn)圖）。當(dāng)油擴(kuò)散泵用前級(jí)泵預(yù)抽到低于1帕真空時(shí),油鍋可開(kāi)始加熱。沸騰時(shí)噴嘴噴出高速的蒸氣流，熱運(yùn)動(dòng)的氣體分子擴(kuò)散到蒸氣流中，與定向運(yùn)動(dòng)的油蒸氣分子碰撞。氣體分子因此而獲得動(dòng)量，產(chǎn)生和油蒸氣分子運(yùn)動(dòng)方向相同的定向流動(dòng)。到前級(jí)，油蒸氣被冷凝，釋出氣體分子，即被前級(jí)泵抽走而達(dá)到抽氣目的。 泵油的蒸氣壓直接影響泵的真空性能。但油擴(kuò)散泵所使用的任何泵油，都是蒸氣壓不同的多組分的混合物。因此，要提高油擴(kuò)散泵的抽氣和真空性能，泵在工作中自身還要對(duì)泵油進(jìn)行分餾和凈化。分餾目的是使高蒸氣壓組分的油不進(jìn)入高真空工作噴嘴（高真空端的噴嘴）；凈化目的是使高蒸氣壓組分的油在工作過(guò)程中不斷為前級(jí)泵所抽除，使油逐漸趨于純凈。

泵油分餾主要是利用泵油各組分的蒸發(fā)溫度不同，使它們分別在不同的鍋爐面積上蒸發(fā)。當(dāng)工作后冷凝回流的泵油流到有保溫罩部分的泵壁時(shí)，油即得到預(yù)加熱，隨即流到油鍋周邊,經(jīng)鍋底環(huán)形加熱器加熱,輕餾分的油達(dá)到蒸發(fā)溫度便在外層蒸發(fā)而進(jìn)入低真空工作噴嘴 (靠近前級(jí)泵的噴嘴);未能蒸發(fā)的某些輕餾分油也因比重較其他餾分油小而浮到油面上。由于外層蒸氣導(dǎo)管的限制，這部分餾分蒸發(fā)后仍進(jìn)入低真空工作噴嘴。重餾分的油在外層蒸氣導(dǎo)管中因未達(dá)到蒸發(fā)溫度而未蒸發(fā)，遂從外層由鍋底間的縫隙流到油鍋中心蒸發(fā)，進(jìn)入高真空工作噴嘴。輕、重餾分的油蒸氣這樣分道供給低真空工作噴嘴和高真空工作噴嘴這一過(guò)程謂之分餾。從噴射噴嘴噴出的油蒸氣在前級(jí)得不到充分的冷卻，蒸氣中的輕餾分即未能完全冷凝而被前級(jí)泵抽除。如此循環(huán)工作，泵油中的輕餾分便越來(lái)越少，重餾分的比例則越來(lái)越大，泵油便逐漸趨于純凈。這一過(guò)程謂之凈化。泵油的分餾和凈化，對(duì)提高泵的極限真空有重要作用。

在泵結(jié)構(gòu)一定和無(wú)漏氣的前提下，油擴(kuò)散泵的抽氣特性和極限真空主要取決于泵油的性能。泵油種類(lèi)很多，表為幾類(lèi)主要泵油及其特性。

歷史1915年，德國(guó)物理學(xué)家W.蓋得發(fā)表了他研究的擴(kuò)散泵報(bào)告。

1916年，美國(guó)人I.朗繆爾制成泵壁帶有冷卻系統(tǒng)的冷凝泵。這些泵以汞蒸氣為工作介質(zhì)，并且可以最終獲得10-5帕的真空。

1928年,英國(guó)人C.D.伯爾奇發(fā)現(xiàn)高沸點(diǎn)的石油衍生物。

1936年，C.D.希克曼等人制成人工合成油。這兩種油在室溫下的飽和蒸氣壓都非常低，從而取代了汞作為擴(kuò)散泵的工作液。從此油擴(kuò)散泵在高真空領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)中就逐漸普遍使用，并打下了高真空技術(shù)的基礎(chǔ)。

1960年代開(kāi)始，油擴(kuò)散泵又有了新的改變。

主要的改進(jìn)是：

①泵的材料采用放氣量微小的不銹鋼。

②采用飽和蒸氣壓很低、熱穩(wěn)定性好的油如聚苯醚和硅油作泵的工作液。

③改變結(jié)構(gòu)，新款的油擴(kuò)散泵在泵的進(jìn)氣口法蘭不變和不過(guò)分增大泵的外形尺寸條件下，在法蘭下部突出地?cái)U(kuò)大泵腔的斷面，其抽氣速率可增大20～40％。如在此裝設(shè)一個(gè)大直徑擴(kuò)散噴嘴和液氮冷卻的大直徑擋油帽等等。該泵可有通常泵（指沒(méi)有擴(kuò)大泵腔斷面的泵）的抽氣速率，并比較徹底地克服了泵的返油而獲得低于10-8帕清潔超高空。

因此,油擴(kuò)散泵在清潔超高真空的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)中又取得重要的地位。

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