扩散泵抽气系统的组成

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东北大学 作者:张以忱

  扩散泵抽气系统主要由扩散泵、冷阱闸板阀和机械泵等的结合组成。下图为一台经典的低返油率小型扩散泵高真空抽气系统的示意图。图中还给出了一些辅助元件,但是并不是每套真空系统都需要有这些辅助件。如在返油率要求不高的真空系统中,就不需要配置液氮冷阱,只需要用一个水冷障板就可以。而在对返油率要求很严的应用中,则需要在系统中配置一个液氮冷阱,还可能再用一个局部水冷障板,液氮冷阱主要用于捕集水蒸气和泵工作液中的轻馏分返流。一台泵口径为150mm扩散泵机组在真空室入口处对空气的净抽速约为1000L/s,而所配的液氮冷阱对水蒸气的抽速则可高达4000L/s。设计制造良好的扩散泵系统,可以把真空室内来自泵工作液的返油率降到很低的水平,甚至可以小于来自其它来源的有机物。

扩散泵抽气系统

1.扩散泵 2.水冷障板 3.液氮阱 4.高真空阀 5.真空室放气阀 6.热传导规 7.电离规 8.粗抽阀 9.粗抽管道阱 10.机械泵1 1.前级阀 12.前级热传导规 13.检漏仪连接口

扩散泵系统

  在较小的真空系统中,可以使用一台机械泵,交替用于粗抽真空室和作为扩散泵的前级泵。粗抽时,在隔断的前级管道中的压力将增高,如果粗抽时间在15min以内,这种压力的升高通常是不明显的。对于大型真空系统,例如400mm口径或更大口径的扩散泵抽气系统,真空室的粗抽往往采用一台以机械泵为前级泵的罗茨泵机组。在粗抽过程中,可另用一台较小的维持泵作为扩散泵的前级泵。在真空室抽到高真空(达到扩散泵入口工作压力后) 时再把罗茨泵切换至扩散泵的前级,以确保抽气系统具有最大的排气量。

  用于控制和故障保护的热传导规分别装在真空室和前级管道上,电离规装在真空室上,也可装在紧靠真空室的抽气短管上,辅助电离规装在冷阱和高真空主阀之间。目前一般真空系统在该处没有设置辅助电离规,但这个规有时是很有用的,可以对扩散泵进行最直接的诊断测量,即测量扩散泵的空载压力,而这种测量只能用装在主阀(高真空阀)下方的规管进行。大型冷阱一般都应设有一个电离规接口,为了方便电离规管的安装,也可以在高真空阀靠扩散泵一端设置备用的规管接口。在设计和安装高真空阀时,最好是使阀体内部始终保持在真空中,这样可以减少每一操作周期暴露在大气中的体积和表面积,从而缩短抽气时间。在规管安装时,所有电离规和热传导规的规管入口都应朝下或朝向合适的一侧,以防掉进颗粒及影响测量精度。

  上中所给出的一些附件在标准系统中往往是不必要的。位于前级管道上的检漏接口为真空室、阱和扩散泵等的检漏提供了方便,利用这个接口可以在系统工作时把检漏仪接到系统上,使检漏得到最高的灵敏度和最快的响应速度。可在扩散泵冷却水管入口一侧安装节流阀,这样可以节约用水,并可提高喷射级的油温。在返油率要求较高的扩散泵抽气系统中常采用粗抽管道阱,如维护得当,粗抽阱能减少机械泵油向真空室的迁移。

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