挡油帽的作用与主要参数计算

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    扩散泵在工作过程中,泵液会向被抽容器中返流。返流的油蒸气会对被抽容器及被处理工件造成污染。返流油蒸气从凝结于扩散泵顶喷咀表面上的油膜的再蒸发为主要来源。在喷咀内表面上的泵油能浸润外表面达数毫米,因此这部分油膜会大量蒸发,返流向高真空侧。通常在泵芯的一级喷咀上面设置挡油帽,这样可以大大降低油蒸气的返流。挡油帽一般用水冷却,比较好的水冷挡油帽可把扩散泵的返油率降低到0.1%~1%。因此挡油帽是现代扩散泵所必备的部件。

    扩散泵加挡油帽后,降低了返油率,但同时也降低了泵的抽速。通常认为加挡油帽后,泵的抽速降低小于20%为宜。

    挡油帽的设计方法如图31所示:先划出导流管和喷咀外沿的连结线AB,再在距B为1cm左右处引垂线CD,延长AB与CD交于E点,此即挡油帽的外缘。这样确定挡油帽外缘的位置则不会挡住工作液蒸气射流。

挡油帽的设计方法

图31:挡油帽的设计方法

    挡油帽伸出长度H(见图32)可由下式计算:

            H=(d2-d1-2δ)/2 tga mm     (10)

    式中d1为泵的喷咀直径,mm;d2为挡油帽帽缘外径,mm;δ为挡油帽帽缘厚度,mm;a为泵的喷咀角度。

挡油帽伸出长度H

图32:挡油帽伸出长度H

    图33是挡油帽的一种经验设计,实践表明,这种挡油帽的挡油效果较好,且对泵的抽速没有太大的影响。

挡油帽的经验设计

图33:挡油帽的经验设计

各种挡油帽的挡油效果图

图34:各种挡油帽的挡油效果图

    各种型式挡油帽的挡油效果如图34所示,图中(n)是不加挡油帽,设此时返油量为1;(6)、(c)、(d)、(e)等表示加挡油帽及水冷套等措施后的返油量,数值愈小,挡油效果愈好。

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