扩散泵抽气系统的组成
机械、扩散、分子泵工作原理

油扩散泵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(见图)。
当油扩散泵用前级泵预抽到低于1帕真空时,油锅可开始加热。
沸腾时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目的。
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泵油,都是蒸气压不同的多组分的混合物。
因此,要提高油扩散泵的抽气和真空性能,泵在工作中自身还要对泵油进行分馏(一、物质的分离和提纯基本原理混合物的分离是指用物理、化学方法将混合物中各组分分开,并恢复到原状态,得到比较纯的物质。
物质的提纯则只要将杂质除去即可。
物质提纯的原则为:不增(不引入新的杂质)、不变、易分离。
实验操作要简便,不能繁杂。
用化学方法除去溶液中的杂质时,要想把被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
二、常用的分离和提纯方法1.过滤过滤是除去溶液中混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意:(1)一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
(2)二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
(3)三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和漏斗中有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
2.蒸发和结晶蒸发是将溶剂气化、使溶液浓缩从而使溶质析出的方法。
结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。
加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅拌溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。
当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热。
扩散泵工作原理

扩散泵工作原理扩散泵是一种常用于真空系统中的高效气体排除设备,其工作原理是利用分子扩散的方式将气体从高压区域输送到低压区域,从而实现真空抽取的目的。
在实际工程应用中,扩散泵通常与其他类型的真空泵结合使用,以提高真空度和抽取速度。
扩散泵的工作原理主要包括以下几个方面:1. 分子扩散。
扩散泵利用气体分子在真空管道中的自由运动特性,通过分子间的碰撞和扩散来实现气体的输送。
当气体分子在高压区域受到泵内部加热后,会获得较高的动能,从而在碰撞和扩散的过程中逐渐向低压区域移动。
这种分子扩散的运动方式可以有效地将气体从高压区域排除到低压区域。
2. 蒸汽冷凝。
在扩散泵内部,通常还会设置冷凝器,用于将气体分子在运动过程中产生的蒸汽冷凝成液体,从而减少气体分子的数量,提高真空度。
冷凝器通常采用冷却水或液氮进行冷却,以实现对气体的冷凝和凝结。
3. 气体抽出。
扩散泵内部还设有排气口,用于将排除的气体输送至真空系统的外部。
通过连续地排除和输送气体,扩散泵可以实现对真空系统的抽取和维持。
总体来说,扩散泵的工作原理是利用分子扩散和蒸汽冷凝的方式,通过连续排除和输送气体来实现对真空系统的抽取和维持。
在实际应用中,扩散泵通常与其他类型的真空泵(如旋片泵、离心泵等)结合使用,以实现更高效的真空抽取和维持。
需要注意的是,扩散泵在工作过程中需要保持一定的温度和压力条件,以确保分子扩散和蒸汽冷凝的正常进行。
此外,对于不同类型的气体,扩散泵的工作效果也会有所不同,因此在实际应用中需要根据气体种类和工作条件进行合理的选择和调整。
综上所述,扩散泵作为真空系统中的重要设备,其工作原理是基于分子扩散和蒸汽冷凝的方式,通过排除和输送气体来实现对真空系统的抽取和维持。
在实际应用中,需要根据具体的工作条件和气体种类进行合理选择和调整,以实现更高效的真空抽取效果。
扩散泵的结构示意图和工作原理

扩散泵的结构示意图和工作原理当扩散泵油被电炉加热时, 产生油蒸气沿着导流管经伞形喷嘴向下喷出因喷嘴外面有机械泵提供的真空(1~101Pa),故油蒸气流可喷出一长段距离, 构成一个向出气口方向运动的射流。
射流最后碰上由冷却水冷却的泵壁凝结为液体流回蒸发器,即靠油的蒸发喷射凝结重复循环来实现抽气。
由进气口进入泵内的气体分子一旦落入蒸气流中便获得向下运动的动量向下飞去。
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。
冷却术卡口排y3图4AA-3扩散泵的结构图I—朮冷套畀一嚥油嘴丘一导流管洱一泵壳小_曲热器油扩散泵故障处理(1)扩散泵工作过程中冷却水必须保证畅通,停止加热后必须保证泵工作液已完全冷却后方可关闭冷却水。
(2)泵停止工作时,泵内应保持真空状态,以免泵油劣化。
(3)被抽气体应是干燥、无腐蚀、无灰尘的气体。
(4)泵如暂时不用,保管期间应保持真空状态,以免泵油污染和各零件腐蚀并将冷却水套内的剩水吹净。
保存场地的室温应在10C〜40C之间。
(5)泵在正常运行时如突然出现性能变坏,应先检查加热器是否正常。
(6)泵在长期工作后,性能会逐渐变坏,应定期检修。
a.泵油是否减少或氧化,按相应要求加油或更换处理。
b.零件及泵腔先用航空汽油清洗,然后用丝绸蘸乙醚或丙酮进行擦洗,并置于80C〜100C温度下烘干或用电吹风吹干。
c.处理完后,按顺序进行装配,保持泵芯与泵底垂直与泵腔同心,各级喷嘴间隙要按原要求调整好。
关于扩散泵返油问题通过咨询和了解,结合我公司油扩散泵实际问题,关于扩散泵返油问题,得出如下几点:咨询了爱得华售后服务中心,他们认为扩散泵返油与如下问题有关:a、冷却水;b、机器保养;c、油质等。
扩散泵返油对抽气能力会有影响,与以前抽气能力作对比是否发生变化,前管压力是否与以前一致?如果确认这些都没有问题,则可判断没有返油。
油扩散泵的工作原理与结构

1.概述油扩散泵的工作原理与水蒸汽喷射泵相似,都是靠高速蒸汽射流来携带气体以达到抽气的目的,故有如水蒸汽喷射泵相似的特点。
不同点是扩散泵工作在高真空区域,其工作压强范围为10-2~10-6pa。
广泛用于电子、化工、冶金、机械、石油及原子能等工业部门中。
2.油扩散泵的工作原理与结构图3是扩散泵的结构示意图。
当油蒸汽从伞形喷咀(如I级喷咀)以超音速喷出后,其速度逐渐增大,压力及密度逐渐降低,射流上边的被抽气体A因密度差要向蒸汽射流中扩散并被射流携带到水冷的泵壁处B,在B处,工作蒸汽大部分被冷凝成油滴沿泵壁流回到油锅中循环使用,而被抽气体在B处堆积、压缩,最后被下级射流携带走,以达到逐级压缩,最后被前级泵抽走。
其抽速特性曲线如图4所示。
3.扩散泵的性能计算(1)扩散泵的抽速S 的计算[1](4)式中ω——蒸汽射流的平均速度R(L)、R(O)——分别表示泵筒与喷咀帽的直径a——蒸汽射流与泵壁的夹角D——气体在射流中的扩散系数(2)扩散泵每级最大压缩比(P2/P1)max的计算(5)式中ω、D——意义同(4)L——蒸汽射流长度(3)蒸汽射流流谱的计算扩散泵各级蒸汽射流的工作压强范围为10-2~l0-6Pa,在这样宽的领域里,蒸汽流从连续流向滑流、过渡流、分子流过渡。
用一种理论解决上述各种流态中的问题是很困难的。
通常,在连续流领域里,可用气体动力学理论去处理,在分子流领域里,可用分子流理论去处理。
然而,处理两种流态之间的问题也是很困难的。
为此,在处理蒸汽流问题之前,必须弄清楚所要处理的蒸汽流是属于那种流态。
M.Wutz建议用特征碰撞数Z大于10作为应用气体动力学的判据[2]。
(6)式中C——油蒸汽分子的平均热运动速度(cm/s)l——蒸汽流中混合物分子的平均自由程,因射流中蒸汽分子密度n d》n g(混合物中空气分子密度),所以l可看成是蒸汽分子的平均自由程(cm)L——蒸汽射流的长度(cm)V——蒸汽射流的平均速度(cm/s)工作蒸汽在喷咀内的流动,可用一维定常等熵流的公式去计算,而工作蒸汽在喷咀外的流动比较复杂,往往是膨胀波、微压缩波和激波共存的复杂流场。
K-600T油扩散泵说明书

1. 主要用途1. 1 K-600T油扩散泵是用来获得10ˉ2~10ˉ5帕高真空的主要真空获得设备,它和阀门、水冷挡板、管道、机械泵等真空元件一起组成高真空抽气系统,如采用液氮等冷却装置,并加烘烤等措施,可获得超高真空。
1. 2 高真空油扩散泵抽气系统被广泛地应用在电子工业、机械工业、冶金工业、原子能工业和空间模拟等领域。
2. 工作原理简介原理是用室温下饱和蒸汽压很低的扩散泵油或硅油经油锅加热蒸发成蒸汽,经导流管、喷嘴形成高速蒸汽射流作为工作介质,靠扩散和携带完成抽气过程的一种高真空获得设备。
图1、工作原理示意图2. 2 如图1所示在油扩散泵前级配置一个抽气量相当的机械泵,使扩散泵内达到1帕的真空状态通电加热,使泵工作液体蒸发并沿导流管定向流动经喷嘴高速喷出,被抽气体靠扩散和携带作用被蒸汽射流带到泵壁,油蒸汽冷凝后返回油锅, 气体被逐级压缩,最后被喷射级蒸汽射流携带到前级,被前级泵抽走。
3. 性能特点3. 1 抽气速率高,可以制造每秒钟数百升到数万升的各种型号泵。
3. 2 对惰性气体(氦、氖、氩)和氢气也有较大的抽气能力。
3. 3 结构简单,无机械传动部分,寿命长,容易操作和维护保养。
3. 4 极限压力低,用KS-2或KS-3扩散泵油作为工作液可低于7×10ˉ5帕,采用硅油作为工作液可得到更低的极限压力。
4. 油扩散泵的维护与保养4. 1 油扩散泵安装时应垂直放置,使泵内泵芯部件处于正常工作状态。
各橡胶密封处应密封可靠。
4. 2 油扩散泵加热前必须保证冷却水畅通,泵内处于1帕真空状态下方可加热。
4. 3 油扩散泵停止工作时,泵内应避免放入大气,以延长泵油寿命并减少泵油的吸气量,特别应防止泵刚停止工作尚未冷却就放入大气,以免泵油氧化。
4. 4 油扩散泵长期存放,量好抽成低真空,以防泵油污染和各零件腐蚀,并应吹净冷却水管和水套内的剩水。
4. 5 被抽气体应是干燥、无腐蚀、无灰尘的室温状态下的气体。
机械、扩散、分子泵工作原理

油扩散泵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(见图)。
当油扩散泵用前级泵预抽到低于1帕真空时,油锅可开始加热。
沸腾时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目的。
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泵油,都是蒸气压不同的多组分的混合物。
因此,要提高油扩散泵的抽气和真空性能,泵在工作中自身还要对泵油进行分馏(一、物质的分离和提纯基本原理混合物的分离是指用物理、化学方法将混合物中各组分分开,并恢复到原状态,得到比较纯的物质。
物质的提纯则只要将杂质除去即可。
物质提纯的原则为:不增(不引入新的杂质)、不变、易分离。
实验操作要简便,不能繁杂。
用化学方法除去溶液中的杂质时,要想把被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
二、常用的分离和提纯方法1.过滤过滤是除去溶液中混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意:(1)一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
(2)二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
(3)三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和漏斗中有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
2.蒸发和结晶蒸发是将溶剂气化、使溶液浓缩从而使溶质析出的方法。
结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。
加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅拌溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。
当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热。
扩散泵硅油选择

扩散泵硅油选择油扩散泵是利用低压、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立方米)。
油扩散泵是获得高真空的主要设备,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。
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(见图)。
故油蒸气流可喷出一长段距离,构成一个向出气口方向运动的射流。
射流最后碰上由冷却水冷却的泵壁凝结为液体流回蒸发器,即靠油的蒸发喷射凝结重复循环来实现抽气。
由进气口进入泵内的气体分子一旦落入蒸气流中便获得向下运动的动量向下飞去。
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。
影响扩散泵性能的因素:①扩散泵油蒸气的返流。
a.泵壁表面油膜和油滴的蒸发。
b.喷嘴喷出的高速油蒸气流碰到泵壁后的反射。
c.一级喷口表面的油膜及油滴的蒸发。
d.喷口边缘高速油蒸气流的散射。
e.室温下油沿泵壁向表面迁移。
②气体分子的反扩散。
③扩散泵油的裂化分解(油氧化没抽速)。
④清洗不干净的真空泵,污染物留在泵内并重复循环。
针对以上原因,在使用油扩散泵过程中,增加了一些装置来防止上述现象的出现,真空系统上所加的冷阱就是为了防止扩散泵油蒸气的返流。
加罗茨泵和双机械泵是为了减少扩散泵出气口的压力(≤40Pa)。
尽量减少气体分子的反扩散。
采用合格的扩散泵油是为了防止扩散泵油的裂化分解。
清除蒸汽系统油蒸汽返流的措施(1)加大扩散泵的启动功率来缩短机械泵与扩散泵切换时的压力过渡区。
(2)通过改变系统操作工艺和用阀门来避开返流危险区(切换过渡区)。
例如,可使一个按照预定速度开启的高真空阀,逐渐地开启它,保证进入扩散泵的在泵结构一定和无漏气的前提下,油扩散泵的抽气特性和极限真空主要是看泵油的性能。
扩散泵工作原理

扩散泵工作原理
扩散泵是一种广泛应用于科研、工业和生产的真空泵,其工作原理基于分子扩散效应。
它通常被用来将气体从较高的压力扩散到较低的压力区域。
扩散泵由两个主要部分组成:扩散器和抽气系统。
在扩散器内,有一个热丝作为加热元件。
当扩散泵开启时,加热元件被加热到一定温度,使其发射大量热电子。
这些电子随后与气体分子发生碰撞,将气体分子加热并提高其动能。
加热元件中的气体分子在碰撞后获得足够的动能,能够克服引力和其他分子间力的作用,进而逃逸并扩散到扩散泵的较低压力区域。
这个过程类似于气体分子在热力学梯度下的自然扩散。
为了更高效地工作,扩散泵通常与抽气系统结合使用。
抽气系统可以通过机械泵或其他类型的真空泵将扩散器内的气体排出。
通过与扩散器内气体的不断扩散,抽气系统可以实现更快的真空抽取速度。
值得注意的是,扩散泵的工作原理基于气体分子的自发扩散,因此它主要适用于较低压力范围内的气体抽取。
对于高压气体,通常需要结合其他类型的真空泵以实现更好的效果。
总的来说,扩散泵的工作原理是利用加热元件加热气体分子,并通过它们的自发扩散实现气体的抽取,从而达到真空抽取的目的。
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书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
扩散泵抽气系统的组成
的有机物。
1.扩散泵
2.水冷障板
3.液氮阱
4.高真空阀
5.真空室放气阀
6.热传导规
7.电离规
8.粗抽阀
9.粗抽管道阱10.机械泵1 1.前级阀12.前级热传导规13.检漏仪连接口
扩散泵系统
在较小的真空系统中,可以使用一台机械泵,交替用于粗抽真空室和作
为扩散泵的前级泵。
粗抽时,在隔断的前级管道中的压力将增高,假如粗抽时
间在15min 以内,这种压力的升高通常是不明显的。
对于大型真空系统,例如400mm 口径或更大口径的扩散泵抽气系统,真空室的粗抽往往采用一台以机械泵为前级泵的罗茨泵机组。
在粗抽过程中,可另用一台较小的维持泵作为扩散
泵的前级泵。
在真空室抽到高真空(达到扩散泵入口工作压力后)时再把罗茨泵切换至扩散泵的前级,以确保抽气系统具有最大的排气量。
用于控制和故障保护的热传导规分别装在真空室和前级管道上,电离规
装在真空室上,也可装在紧靠真空室的抽气短管上,辅助电离规装在冷阱和高
真空主阀之间。
目前通常真空系统在该处没有设置辅助电离规,但这个规有时
是很有用的,可以对扩散泵进行最直接的诊断测量,即测量扩散泵的空载压
力,而这种测量只能用装在主阀(高真空阀)下方的规管进行。
大型冷阱通常
都应设有一个电离规接口,为了方便电离规管的安装,也可以在高真空阀靠扩
散泵一端设置备用的规管接口。
在设计和安装高真空阀时,最好是使阀体内部
始终保持在真空中,这样可以减少每一操作周期暴露在大气中的体积和表面
积,从而缩短抽气时间。
在规管安装时,所有电离规和热传导规的规管入口都。