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扩散泵真空抽气系统操作存在问题分析

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发表时间:2020-12-30 14:46作者:成都华能来源:成都华能低温设备制造有限公司网址:http://www.cryotanks.com/

  扩散泵抽气系统的操作主要应注意:降低系统返流、冷阱的操作以及系统的故障保护问题。真空系统的返流包括扩散泵泵液从扩散泵向真空室的迁移和机械泵油对系统(特别是真空室)的有机污染物。油扩散泵工作时,不管使用什么样的泵油,即使泵口加冷阱,也总会或多或少地有一部分油蒸气返流进入高真空端。它们在扩散泵口建立的压力,有时比在泵壁温度下的饱和油蒸气压还要高很多。这不但影响真空系统的极限压力,而且还对被抽容器造成污染,因而返油率是扩散泵系统的主要考核指标。

  在扩散泵抽气系统中,返流主要受以下3个因素控制:

  1)扩散泵、冷阱和障板;

  2)粗抽油封式机械泵、阱和管道;

  3)系统操作步骤。

  因此必须采取措施尽量降低从这三个来源来的返流量。扩散泵系统可以使用一个液氮冷阱或常温阱来降低来自粗抽泵的污染。液氮冷阱最有效,但保养维护成本较高,因此不常用;常温阱不需要经常致冷,但到某一时刻就会饱和;分子筛、氧化铝都可用于常温阱,但是水蒸气会很快使分子筛阱饱和,并且会延长粗抽周期。尽管分子筛阱能够排除99%以上的污染物,但是也会因其破碎的粒子进入到阀座和机械泵内部,而加速阀座和泵体内部的磨损。除了那些用液氮冷却的阱以外,其它类型的阱在正常使用的情况下不到三个月就会饱和,如不严格维护保养,这些阱就会失效。换用蒸气压低的机械泵油可有效地减少机械泵油的返流。

  采用润滑性能好的油也可降低返流。摩擦最终会使机械泵油的性能变坏,因而机械真空泵必须定期换油。如果用机械泵做扩散泵的前级泵,则在前级管道处于自由分子流状态时,机械泵油就会自由地流向扩散泵。采用分馏型扩散泵可以减弱这种影响因素,因为泵能排除高蒸气压的馏分并将它排到前级管道中去。

  采用正确的系统操作方法可以降低抽气系统的返流量。即使是设计良好的真空系统,不适当的操作也会造成工作室的严重污染。真空系统中的扩散泵和粗抽泵都是在相互交界的压力范围区域(10-2 到15Pa)有最大的返流,在粗抽真空室时和从粗抽转换到扩散泵系统抽气时要严格注意这种效应。