油擴散真空泵

一、概述

油擴散真空泵（簡稱由擴散泵）是用來獲得高真空或超高真空的主要設備，它廣泛用于電子化工、化學工業、真空冶金、真空熱處理、真空鍍膜設備、原子能工業以及空間模擬設備等高科技領域范圍中。

擴散泵的工作壓力范圍是10-2Pa~10-5Pa,極限壓力一般為7×10-6Pa。若通過高溫烘烤除氣后更可獲得10-86Pa的真空度。泵的抽速大，抽速范圍寬（幾升每秒至十幾萬升每秒）。其擁有結構簡單，沒有機械運動部件，使用壽命長，可靠性高，操作容易和維護方便的突出優點。

二、機構原理

高真空油擴散泵的主要部件有泵體、冷卻帽、噴嘴、蒸汽導流管和加熱器等。

擴散泵油鍋中的泵油在真空環境中加熱到沸騰溫度（約200℃），產生大量的油蒸汽，油蒸汽經導流管由各級噴嘴定向高速噴出。由于擴散泵進氣口附近被抽氣體的分壓力高于蒸汽流中該氣體的分壓力，所以被抽氣體分子就不斷地擴散到蒸汽流中。油蒸汽撞擊被抽氣體分子，使被抽氣體分子沿蒸汽流速的方向高速運動。氣體分子碰到泵壁又被反射回來，再收到蒸汽流的碰撞而重新沿蒸汽流方向流向泵壁。經幾次碰撞后，氣體分子被壓縮到低真空端，再由下幾級噴嘴噴出的蒸汽流進行多級壓縮，后由前級真空泵抽走。而油蒸汽在帶有冷卻的泵壁上被冷凝后重新返回到油鍋中再次被加熱，如此循環進行工作。

三、影響油擴散泵性能的因素

1、擴散泵油蒸汽的返流

擴散泵油蒸汽的返流可歸結為五種原因

⑴泵壁表面油膜和油滴的蒸發；

⑵噴嘴噴出的高速油蒸汽碰到泵壁后的反射；

⑶一級噴嘴口表面的油膜及油滴的蒸發；

⑷噴嘴邊緣高速油蒸汽流的散射；

⑸室溫下油沿泵壁的表面遷移。

2、氣體分子的反擴散

在擴散泵中，低真空端的氣體分子總有一些會進入到高真空端，特別是某些質量較輕的氣體，如氫氣、氦氣、氚氣等反擴散較大，其中氫氣的反擴散，可達到10-3mg/h，氮氣的反射擴散較小，約為10-7mg/h。

3、擴散泵油的裂化分解

擴散泵油分為兩種：一種為礦物油，此種油的熱穩定性及抗氧化性能力都較差。另一種為硅油，熱穩定性和抗氧化性比較好。

此外機械泵油返流到擴散泵中，也產生分裂物，使擴散泵的真空度受到影響。

4、真空泵的清潔度

清洗不干凈的擴散泵，污染物會留在泵內并重復循環，而影響擴散泵的極限真空。