原理

利用低壓、高（gāo）速和定向流動的油蒸氣射流（liú）抽氣（qì）的真空泵。這種（zhǒng）泵的極限真空為10～10帕，工作壓力範圍為（wéi）10～10帕,抽速（sù）範圍為幾十（shí）至十幾萬升／秒（miǎo）（1升＝10米）。油擴（kuò）散泵（bèng）是獲得高真空的主要設備，廣泛用於真空冶煉、真（zhēn）空鍍膜、空間模擬試驗和對油汙染不敏感的一些（xiē）真空係統中。

1915年，德國物理學家W.蓋得發表了他研究（jiū）的擴散泵報告。1916年，美國人I.朗繆爾製成泵壁帶有冷卻（què）係統的所謂冷（lěng）凝泵。這些泵以汞蒸（zhēng）氣為工作介質可獲得10帕真空。1928年,英國人C.D.伯爾奇發（fā）現（xiàn）高沸點的石油衍生物，1936年，C.D.希克曼等人製成人工合成油。這兩種油在室溫下的飽（bǎo）和蒸氣壓都非常低，從而取代（dài）了（le）汞（gǒng）作（zuò）為擴散泵的工作（zuò）液。從此油擴散泵在高真空領域（yù）的工業生產和科學試驗中就日（rì）漸（jiàn）普遍使用，並奠定了高真空技術的基礎（chǔ）。60年代開始（shǐ），油擴散泵又有了新的發展。主要的改進是：①泵的材料采用放氣量甚小的不鏽鋼。②采用飽和蒸氣（qì）壓很低、熱穩定性好的油如聚苯醚和矽油作為泵的工作液。③改革（gé）結構，新型油擴散泵在（zài）泵口法蘭不變和不過分增大泵的外（wài）形尺寸條件下，在法蘭下部突出地擴大泵腔的斷麵，其抽氣速率可增（zēng）大（dà）20～40％。如在此裝設一個大（dà）直徑擴散噴嘴和液氮冷卻的大直徑擋油帽等（děng）。泵可有通常（cháng）泵（指沒有擴大泵腔斷麵的（de）泵（bèng））的抽氣（qì）速率，並比較徹底地克服了泵的返油而獲得低於10帕清潔超高（gāo）空。因此,油擴散泵在清潔超高真空的工業生產和科學（xué）試驗中又取得（dé）重要的地位。

油擴散泵主要由泵體、擴（kuò）散噴嘴、蒸氣（qì）導管、油鍋、加熱器、擴（kuò）散器、冷卻係統和噴射噴嘴等部分（fèn）組成（見圖）。當油擴散泵用前級泵預抽到低於1帕真空時,油鍋可（kě）開始加熱。沸騰時噴嘴噴出高速的蒸氣流，熱運動的氣體分子擴散到蒸氣流中，與定向運動的油蒸氣分子碰（pèng）撞（zhuàng）。氣體分子因此而獲得動量（liàng），產生和油蒸氣分子運動方向相同的定向流（liú）動。到前級，油蒸氣被冷凝，釋出氣體分子，即被前級泵抽走而達到抽氣目的。 泵油的蒸氣壓（yā）直接影響泵的真空性能。但油擴散泵所使用的任何泵油，都是（shì）蒸氣壓不同的多組分的混（hún）合物。因此，要提高油（yóu）擴（kuò）散泵（bèng）的抽氣和真空性能，泵在工作中自身還要（yào）對泵油進行分餾和淨化。分餾目的（de）是使（shǐ）高蒸氣壓組分的油不進入高真空工作噴嘴（高真（zhēn）空端（duān）的噴嘴（zuǐ））；淨化目的是使高蒸氣壓組分的油在（zài）工作過程中不（bú）斷為前級泵所抽除，使油逐漸趨（qū）於純淨。

泵油分餾主要是利用泵油各組分的蒸發溫度不（bú）同，使它們分別在不同（tóng）的鍋爐麵積上蒸發。當工作後冷凝（níng）回流（liú）的泵（bèng）油流到有（yǒu）保溫罩部分的泵壁時，油即得到預（yù）加熱，隨即流到（dào）油鍋周（zhōu）邊,經鍋底環形加熱器加熱,輕餾分（fèn）的油達到蒸發溫度便在外層蒸發而進（jìn）入低真空工作噴嘴 (靠近前（qián）級泵的噴嘴);未能（néng）蒸發的某（mǒu）些輕（qīng）餾分油也（yě）因比重較其他餾分油小而浮到（dào）油（yóu）麵上。由於外層蒸氣導（dǎo）管的限製，這部分餾分蒸發（fā）後仍進入低真空工作（zuò）噴嘴。重（chóng）餾分的油在外層蒸氣（qì）導管（guǎn）中因未達到（dào）蒸發溫（wēn）度而未蒸發，遂從外層由鍋（guō）底間的縫隙流到油鍋中（zhōng）心蒸發，進入高真（zhēn）空工作噴嘴。輕、重（chóng）餾分（fèn）的油蒸氣這樣分道（dào）供給低真空工作噴（pēn）嘴（zuǐ）和高真空工作噴嘴（zuǐ）這（zhè）一過程謂之分餾。從噴射噴嘴噴出的油蒸氣在前（qián）級得不到充分的冷卻，蒸氣中的輕餾分即未能完（wán）全冷凝（níng）而被前級泵抽除。如此循環工作，泵油中的輕餾分便越來越少，重（chóng）餾分的（de）比例則越來越大，泵油便逐漸趨於純淨（jìng）。這一過程謂之淨化。泵油的分餾和淨化（huà），對提高泵的極限真空有重要作用。

在泵結構一定和無（wú）漏（lòu）氣的（de）前提下，油擴散泵的抽氣特性和極（jí）限真空（kōng）主要取決於泵油的性能。泵（bèng）油種類很多，表為幾類主（zhǔ）要泵油及其特性。

曆史1915年，德國物理學家W.蓋得發表了他研究的擴散泵報告。

1916年，美國人I.朗繆爾製成泵壁帶有冷（lěng）卻係統的冷凝泵。這些泵以汞蒸氣為工作介質，並且可以最終獲得10-5帕的真空（kōng）。

1928年,英國人C.D.伯（bó）爾奇發（fā）現（xiàn）高沸點的石油衍生物。

1936年，C.D.希克曼等人製（zhì）成人工合成油。這兩種（zhǒng）油在室溫下的飽和蒸氣壓都非常低，從而取代了汞作為擴散泵的工（gōng）作（zuò）液。從此油擴散泵在高真（zhēn）空領域的工業生產和（hé）科學試驗中就逐漸普（pǔ）遍使用，並打下了高真空技術的基（jī）礎。

1960年代開（kāi）始，油擴散泵又有了新的改變（biàn）。

主要的改進是：

①泵的材料采用放氣（qì）量微小的不鏽鋼。

②采用飽和蒸氣壓很低（dī）、熱穩定性好的油如聚苯醚和矽油作泵的工作（zuò）液。

③改變結構，新款的（de）油擴散泵在泵的進氣口法蘭不變和不過分增大（dà）泵的外形尺（chǐ）寸條（tiáo）件下，在法蘭下部突出地擴大泵腔的斷麵，其抽氣速率可增大20～40％。如在此裝設一個大直徑擴散噴嘴和液氮冷卻（què）的大直（zhí）徑擋油帽等等。該泵可有通常泵（bèng）（指沒有（yǒu）擴大泵腔斷麵的泵）的抽氣速率，並比較徹底地克服了泵的返油而獲得低於10-8帕清潔超高空。

因此,油擴散泵在清潔超高真空的工業生產和科學（xué）試驗（yàn）中又取得重要的地（dì）位。

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