擴散泵抽氣系統(tǒng)的組成

2009-09-04 張以忱 東北大學

  擴散泵抽氣系統(tǒng)主要由擴散泵、冷阱、閘板閥和機械泵等的結合組成。下圖為一臺經典的低返油率小型擴散泵高真空抽氣系統(tǒng)的示意圖。圖中還給出了一些輔助元件,但是并不是每套真空系統(tǒng)都需要有這些輔助件。如在返油率要求不高的真空系統(tǒng)中,就不需要配置液氮冷阱,只需要用一個水冷障板就可以。而在對返油率要求很嚴的應用中,則需要在系統(tǒng)中配置一個液氮冷阱,還可能再用一個局部水冷障板,液氮冷阱主要用于捕集水蒸氣和泵工作液中的輕餾分返流。一臺泵口徑為150mm擴散泵機組在真空室入口處對空氣的凈抽速約為1000L/s,而所配的液氮冷阱對水蒸氣的抽速則可高達4000L/s。設計制造良好的擴散泵系統(tǒng),可以把真空室內來自泵工作液的返油率降到很低的水平,甚至可以小于來自其它來源的有機物。

擴散泵抽氣系統(tǒng)

1.擴散泵 2.水冷障板 3.液氮阱 4.高真空閥 5.真空室放氣閥 6.熱傳導規(guī) 7.電離規(guī) 8.粗抽閥 9.粗抽管道阱 10.機械泵1 1.前級閥 12.前級熱傳導規(guī) 13.檢漏儀連接口

擴散泵系統(tǒng)

  在較小的真空系統(tǒng)中,可以使用一臺機械泵,交替用于粗抽真空室和作為擴散泵的前級泵。粗抽時,在隔斷的前級管道中的壓力將增高,如果粗抽時間在15min以內,這種壓力的升高通常是不明顯的。對于大型真空系統(tǒng),例如400mm口徑或更大口徑的擴散泵抽氣系統(tǒng),真空室的粗抽往往采用一臺以機械泵為前級泵的羅茨泵機組。在粗抽過程中,可另用一臺較小的維持泵作為擴散泵的前級泵。在真空室抽到高真空(達到擴散泵入口工作壓力后) 時再把羅茨泵切換至擴散泵的前級,以確保抽氣系統(tǒng)具有最大的排氣量。

  用于控制和故障保護的熱傳導規(guī)分別裝在真空室和前級管道上,電離規(guī)裝在真空室上,也可裝在緊靠真空室的抽氣短管上,輔助電離規(guī)裝在冷阱和高真空主閥之間。目前一般真空系統(tǒng)在該處沒有設置輔助電離規(guī),但這個規(guī)有時是很有用的,可以對擴散泵進行最直接的診斷測量,即測量擴散泵的空載壓力,而這種測量只能用裝在主閥(高真空閥)下方的規(guī)管進行。大型冷阱一般都應設有一個電離規(guī)接口,為了方便電離規(guī)管的安裝,也可以在高真空閥靠擴散泵一端設置備用的規(guī)管接口。在設計和安裝高真空閥時,最好是使閥體內部始終保持在真空中,這樣可以減少每一操作周期暴露在大氣中的體積和表面積,從而縮短抽氣時間。在規(guī)管安裝時,所有電離規(guī)和熱傳導規(guī)的規(guī)管入口都應朝下或朝向合適的一側,以防掉進顆粒及影響測量精度。

  上中所給出的一些附件在標準系統(tǒng)中往往是不必要的。位于前級管道上的檢漏接口為真空室、阱和擴散泵等的檢漏提供了方便,利用這個接口可以在系統(tǒng)工作時把檢漏儀接到系統(tǒng)上,使檢漏得到最高的靈敏度和最快的響應速度。可在擴散泵冷卻水管入口一側安裝節(jié)流閥,這樣可以節(jié)約用水,并可提高噴射級的油溫。在返油率要求較高的擴散泵抽氣系統(tǒng)中常采用粗抽管道阱,如維護得當,粗抽阱能減少機械泵油向真空室的遷移。

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