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高真空真空泵的具体真空泵己在本站有简单介绍,本文主要简述其它高真空泵以对本站高真空泵作为补充:
分子泵:机械分子和涡轮分子泵与扩散泵在性能上有许多方面相似。扩散泵中的被抽气体分子在与蒸汽分子相碰撞过程中得到动能。而分子泵中的被抽气体分子是靠与快速运动的固体表面碰撞而获得动能的。
分子泵有两类:第一类是有完整的运动表面(不是圆筒就是圆盘),当气体分子在动表面(转子)和静表面(定子)间多次反射时,运动表面将它们“踢”向真空泵的排气口侧,第二类,有一系列类似于轴流压缩机的叶片。每个压缩级由一个动盘和一个静盘组成。这后一种结构的一个优点是同一表面不会周期性地暴露于高压强下和低压强下。
一般来说,多数涡轮分子泵的基本性能类似于中、小扩散泵的。关于抽速、抽气量和压缩比关系式的许多注释,对两者都是适用的。一般真空泵的入口压强区域为10-2Torr,特殊结构的真空泵可超出10-2Tory,并能直接向大气排气。这样的真空泵不适于反复迅速排气,只适于祖抽后的连续抽气。
性能的重要临界点是最大抽气量这点。这只取决于从给定系统中抽走的最大气体量。
油喷射泵
可将油喷射泵看成是增压扩散泵和蒸汽喷射泵之间的过渡。增压扩散泵与扩散泵很相似。将增压扩散泵设计得使其性能曲线平移,这样,其对应的入口压强比普通扩散泵的提高大约10倍。它们使用具有较高蒸汽压的泵工作液,因此其炉锅压强和允许前级压强也相对较高。它们被用于高气体负荷的应用场合(例如真空冶炼),并且在10-2Torn附近常常有峰值抽速。过去,这种泵也曾做过扩散泵的前级。最近15a期间,由于更有效的扩散泵的发展和更普遍地采用了机械增压泵(罗茨泵),因此,对油增压泵的使用已经减少了。
油喷射泵进一步向高的入口压强方向发展。除了有整体加热器和水冷扩散器(而不是分离冷凝器)外,油喷射泵的外形与蒸汽喷射泵相似。
水银扩散泵
川水银作泵工作液可使锅炉内压强和入口压强的范围扩大。小水银泵的排气压强可达50Torr。理论上,排气压强甚至可以达到大气压。在下列情况下使用水银扩散泵是有优越性的:例如,被抽装置内充满水银蒸汽,泵必须处理突然出现的大的气体负荷;不允许碳氢化合物污染。
室温下水银的蒸汽压接近1.5x10-3Torr。因此,必须更加仔细地考虑水银蒸气的返流和捕集问题。通常,水银泵与障板、液氮冷阱一起使用。与油扩散泵相比,不能防止在阱表面的迅速聚集。水银蒸气不像油蒸气那样容易冷凝在水冷的表面上,而且先前的碳氢化合物污染(例如,从前级泵来的)可能妨碍冷凝并导致抽速的降低。水银蒸气是有毒的,为避免散落,必须小心地处理水银蒸气(尤其在粗糙的混凝土地板上)。另外,机械泵放气后的抽气和真空容器在冷阱去霜后,必须有特殊的预防措施。
吸附泵(高真空)
普通表面或多孔材料对气体的物理吸附或吸收可用来获得高真空。可以在任一压强下利用吸附或吸收技术,但由于实际上的限制,它只作为某种特殊应用,在真空技术中发展起来。
为了消除油封机械泵产生的碳氢化合物污染的可能性,吸附泵常用于超高真空系统的粗抽,并且常常与干式(无油)机械泵一起使用。按抽气步孩依次使用两台或三台吸附泵,可以从真空容器中排走大量的空气。通过转换到离子一吸气剂泵抽气,可以获得足够低的压强而不使其过载。
利用吸附获得高真空,其方法可以是通过升温将吸附气体物质解吸,然后回到室温,也可以冷却到低温。
商业用吸附泵通常是为获得前级真空而设计的。然而,用基本结构类似的泵进行多级抽气也能获得高真空,但要有较高的入口流导。
关于吸附抽气效应的进一步阐述。气密封接的器件通常在升温条件下排气并封接。冷却期间,吸附位的数量要多到足以提供明显降低压强的抽气作用,从而可将压强降低一个或几个数量级。无数例子说明,凡有大的温度变化时,在高真空中必然存在吸附效应。例如,高真空炉在石毖加热元件还热的情况下使真空炉与泵隔离并切断电源,只要真空炉密封良好而且残余气体能被充分地吸附时将发生真空炉的高真空维持一夜的情况。
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