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真空脫泡機(jī)蒸汽流擴(kuò)散泵
蒸汽流分散泵在歷史上*早被用來取得高真空,現(xiàn)在仍廣泛運(yùn)用。它是運(yùn)用氣體分散現(xiàn)象來抽氣的。分散泵按泵內(nèi)作業(yè)液體的品種來分,有汞泵和油泵兩種。因汞蒸汽有毒,除特殊場合外,現(xiàn)已防止運(yùn)用。按結(jié)構(gòu)資料來分,有玻璃和金屬泵兩種。玻璃分散泵都是小型的,制作簡單,成本低,但抽速較小,易決裂。金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高,適于制作大型泵。
單噴嘴油分散泵的結(jié)構(gòu)如圖8.0-3所示。泵的底部為蒸發(fā)器,蒸發(fā)器內(nèi)貯有高真空油液,經(jīng)泵外的電爐加熱后,發(fā)生必定的油蒸汽,其壓強(qiáng)約為10-1Torr的數(shù)量級。蒸汽沿導(dǎo)管傳輸?shù)缴喜?,?jīng)由傘形噴嘴向下噴出。因?yàn)閲娮焱饷娴臍怏w壓強(qiáng)較低,約在10-2~10-3Torr,所以,油蒸汽流可向下噴出一長段間隔,構(gòu)成一個(gè)向出氣口方向運(yùn)動的射流。因?yàn)閺恼舭l(fā)器出來的蒸汽流中包括的氣體很少,也就是蒸汽流中氣體密度低而蒸汽流上方被抽容器的氣體分壓強(qiáng)總是較大的,氣體分子就不斷從蒸汽流上方空間分散到蒸汽流內(nèi)。射流是超音速的,且密度較大,分子量較高,故運(yùn)載氣體的才干很強(qiáng)。分散到超音速射流內(nèi)的氣體分子與蒸汽分子磕碰后得到向下的動量,并被壓縮到較高的壓強(qiáng)區(qū)里,*后被前級泵排出。射流在往下運(yùn)動過程中碰到有冷卻水冷卻的泵壁,油分子被冷凝下來,沿著泵壁流回蒸發(fā)器,持續(xù)循環(huán)運(yùn)用。
近代分散泵內(nèi)一般都有三個(gè)至四個(gè)噴嘴相串聯(lián),這樣的泵也稱三或四級泵,見圖8.0-4。玻璃油分散泵的標(biāo)稱泵速為每秒十幾升到每秒幾十升,金屬油分散泵的泵速可達(dá)每秒幾百升乃至每秒幾萬升。
油分散泵在下面出氣口壓強(qiáng)為10-2~10-3Torr時(shí)進(jìn)氣口的極限真空可達(dá)10-6~10-7Torr。若對噴口結(jié)構(gòu)加以改進(jìn),加低溫捕集阱阻截油蒸汽分子,或選用新型極低蒸汽壓分散泵油(如國產(chǎn)276硅油或聚苯醚油),則油分散泵的極限真空可達(dá)10-9Torr,能滿意清潔的超高真空體系的要求。
油分散泵需在氣體處于分子流狀況的壓強(qiáng)(小于10-2Torr)下才干正常排氣。真空室和前級氣壓太高時(shí)氣體分子相互頻頻磕碰,處于無序的運(yùn)動狀況,不只很難構(gòu)成與高速射流噴發(fā)方向共同的定向運(yùn)動,而且會發(fā)生嚴(yán)峻的反分散,使之喪失抽速;一起氣壓太高時(shí),會使泵油分子氧化分化,蒸汽壓增高,然后失掉效能,故分散泵既要求體系有必定的準(zhǔn)備真空,又要有必定的前級真空。通常用機(jī)械泵作為前級泵配合運(yùn)用。本實(shí)驗(yàn)即選用這種分散泵機(jī)械泵典型的串聯(lián)體系來取得高真空。
油分散泵的極限真空度與作業(yè)油液汽流的噴發(fā)速度有關(guān)。一般地,噴發(fā)速度越大取得的極限真空越高;別的油分散泵的極限真空度還遭到作業(yè)油液飽滿蒸汽壓和氣體分子的反分散的約束。對作業(yè)油液的要求是:熱穩(wěn)定性好,揮發(fā)物質(zhì)少,飽滿蒸汽壓低,不易氧化,不易裂解。