扩散泵真空抽气系统操作存在问题分析

2009-09-04 张以忱 东北大学

  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。

  在传播泵抽气系统性中,返流基本受左右3个客观因素设定:   1)蔓延泵、冷阱和障板;   2)粗抽油封式机戒泵、阱和通风管道;   3)系统的实操进行。

  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。

  分为光滑耐热性好的油也可减小返流。摩擦力最终能够会使机制造制造泵油的耐热性毁坏,之所以机制造制造真空室泵必需按时换油。但如果用机制造制造泵做扩撒泵的前级泵,则在前级线路正处于优质分子式流心态时,机制造制造泵油马上会优质地汇入扩撒泵。分为分馏型扩撒泵可减少这样的决定基本要素,所以泵能排查高气体压的馏分并将它排到前级线路中去。

  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。

  如图如下在粘附泵和机械化泵工作任务区区间内的过度空间区域中的泵液和润滑情况液的相对性返流率。

扩散泵和机械泵工作区之间的过渡区域中的泵液和润滑液的相对返流率

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