玻璃制扩散泵真空系统
玻璃制扩散泵真空系统时间:2008-12-04 来源: 兰州大学物理科学与技术学院编辑: 宋长安获得真空用真空泵。 真空泵 按工作条件的不同分为两类: 能够在大气压下工作的真空泵称为初级泵 ( 如机械泵 ), 用来产生预备真空, 需要在预备条件下才能工作的真空泵称为次级泵( 玻璃扩散泵 ), 次级泵用来进一步提高真空度, 获得高真空。真空分段 : 粗真空760 10 Pa; 低真空10 10- 2 Pa; 中真空10- 2 10- 4 Pa; 高真空10-4 10-7Pa;超高真空10- 1210- 14 Pa; 玻璃扩散泵其结构图1 所示 , 扩散泵是高真空泵, 当机械泵的极限真空度不能满足要求时, 通常加 扩散泵 来获得高真空。这种泵不能从通常气压下开始工作, 只能在低于1 Pa 气压下才能工作。因此, 必须与初级泵串联使用。扩散泵的液体油有多种, 目前广泛使用的是3 号扩散泵油 ( 20时饱和汽压为1.3×10 - 6 Pa) 沸点 375 和 275 号硅油 ( 20 时饱和汽压为1.3×10 - 8 Pa) 沸点 430。扩散泵开始工作之前 , 必须先开动 机械泵 抽气 , 达到预备真空时( 约 1.3 Pa) , 便可以使用电炉对扩散泵蒸发器中的油进行加热, 约 2535 min 的时间 , 便可观察到 , 扩散泵油开始沸腾, 油蒸汽开始顺向每一级喷口定向喷发, 形成射流。 当硅油加热至沸腾时430, 便产生大量油蒸汽, 蒸汽经过导管由各级喷嘴高速喷出, 此时 , 由于来自被抽容器的气体不断向蒸汽流中扩散,( 便称扩散泵) 便被带到下方伞形帽喷发的射流, 这股射流的压强大于上一级射流, 气体分子进入下一级射流 , 这一级压强又大于上一级射流, 而油蒸汽被冷凝水套凝结, 沿着管壁经过回油管流回蒸发器 , 被带到下方的气体则由机械泵以每秒4 升的速率抽走, 20 min 后可达到扩散泵的极限真空度。这些工作状态, 只有透过玻璃很容易观察到, 扩散、喷发和冷凝的过程, 这也是扩散泵名称的由来 , 这些工作状态金属扩散泵是无法观察到的。使用扩散泵时必须注意: 与扩散泵配合的机械泵, 它的抽气速率必须保证及时排走扩散泵内部所排出的气体。 扩散泵工作时冷却水必须畅通, 否则会使 冷凝 水套中的水温过高, 油蒸汽不能很好的凝结 , 以致部分蒸汽要冲向被抽容器, 影响泵的抽气速率和极限真空度。 加热电炉的功率大小也是影响泵的抽气速率, 所以应选择适合的电炉。
