真空處理系統(tǒng)里的油擴(kuò)散泵是借著高速蒸汽射流來(lái)攜帶氣體以達(dá)到抽氣的目的，它用于高真空區(qū)域工作，其工作壓強(qiáng)范圍是10-2～10-6pa。油蒸汽從傘形噴咀(如I級(jí)噴咀)以超音速噴出后，其速度逐漸增大，壓力及密度逐漸降低。

1、油擴(kuò)散泵的概述：油擴(kuò)散泵的工作原理與水蒸汽噴射泵相似，也是靠高速蒸汽射流來(lái)攜帶氣體以達(dá)到抽真空的目的，所以會(huì)有水蒸汽噴射泵相似的特點(diǎn)。不一樣的一點(diǎn)是擴(kuò)散泵工作在高真空區(qū)域，是獲得高真空的主要設(shè)備。其工作壓強(qiáng)范圍為10-2～10-6pa。廣泛用于真空冶煉、真空鍍膜、空間模擬試驗(yàn)和對(duì)油污染不敏感的一些真空系統(tǒng)中。

2、油擴(kuò)散泵的工作原理與結(jié)構(gòu)：當(dāng)油蒸汽從傘形噴咀(如I級(jí)噴咀)以超音速噴射出來(lái)后，它的速度越來(lái)越快，壓力及密度慢慢降低，噴射流上邊的被抽氣體A因密度差要向蒸汽射流中擴(kuò)散并被射流攜帶到水冷的泵壁處B，在B處，工作蒸汽大部分被冷凝成油滴沿泵壁流回到油鍋中循環(huán)利用，而被抽氣體在B處堆積、壓縮，最后被下級(jí)射流攜帶走，這樣就可以逐級(jí)壓縮，最后被前級(jí)泵抽走。其抽速特性曲線如圖所示。

3、油擴(kuò)散泵的發(fā)展歷程：歷史1915年，德國(guó)物理學(xué)家W.蓋得發(fā)表了他研究的擴(kuò)散泵報(bào)告。1916年，美國(guó)人I.朗繆爾制成泵壁帶有冷卻系統(tǒng)的冷凝泵。這些泵以汞蒸氣為工作介質(zhì)，并且可以最終獲得10-5帕的真空。1928年,英國(guó)人C.D.伯爾奇發(fā)現(xiàn)高沸點(diǎn)的石油衍生物。1936年，C.D.?？寺热酥瞥扇斯ず铣捎?。這兩種油在室溫下的飽和蒸氣壓都非常低，從而取代了汞作為擴(kuò)散泵的工作液。從此油擴(kuò)散泵在高真空領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)中就逐漸普遍使用，并打下了高真空技術(shù)的基礎(chǔ)。1960年代開(kāi)始，油擴(kuò)散泵又有了新的改變。

主要的改進(jìn)是：

①泵的材料采用放氣量微小的不銹鋼。

②采用飽和蒸氣壓很低、熱穩(wěn)定性好的油如聚苯醚和硅油作泵的工作液。

③改變結(jié)構(gòu)，新款的油擴(kuò)散泵在泵的進(jìn)氣口法蘭不變和不過(guò)分增大泵的外形尺寸條件下，在法蘭下部突出地?cái)U(kuò)大泵腔的斷面，其抽氣速率可增大20～40％。如在此裝設(shè)一個(gè)大直徑擴(kuò)散噴嘴和液氮冷卻的大直徑擋油帽等等。該泵可有通常泵（指沒(méi)有擴(kuò)大泵腔斷面的泵）的抽氣速率，并比較徹底地克服了泵的返油而獲得低于10-8帕清潔超高空。因此,油擴(kuò)散泵在清潔超高真空的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)中又取得重要的地位。

4、結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散泵工作原理油擴(kuò)散泵主要由泵體、擴(kuò)散噴嘴、蒸氣導(dǎo)管、油鍋、加熱器、擴(kuò)散器、冷卻系統(tǒng)和噴射噴嘴等部分組成（見(jiàn)圖）。當(dāng)油擴(kuò)散泵用前級(jí)泵預(yù)抽到低于1帕真空時(shí),油鍋可開(kāi)始加熱。沸騰時(shí)噴嘴噴出高速的蒸氣流，熱運(yùn)動(dòng)的氣體分子擴(kuò)散到蒸氣流中，與定向運(yùn)動(dòng)的油蒸氣分子碰撞。氣體分子因此而獲得動(dòng)量，產(chǎn)生和油蒸氣分子運(yùn)動(dòng)方向相同的定向流動(dòng)。到前級(jí)，油蒸氣被冷凝，釋出氣體分子，即被前級(jí)泵抽走而達(dá)到抽氣目的。真空泵油的蒸氣壓力直接影響到泵的真空性能。但是油擴(kuò)散泵所用的任何泵油，都是蒸氣壓不同的多組分的混合物。

因此，要提高油擴(kuò)散泵的抽氣和真空性能，泵在工作中自身還要對(duì)泵油進(jìn)行分餾和凈化。分餾目的是使高蒸氣壓組分的油不進(jìn)入高真空工作噴嘴（高真空端的噴嘴）；凈化目的是使高蒸氣壓組分的油在工作過(guò)程中不斷為前級(jí)泵所抽除，使真空油逐漸趨于純凈。泵油分餾主要是利用泵油各組分的蒸發(fā)溫度不同，使它們分別在不同的鍋爐面積上蒸發(fā)。當(dāng)工作后冷凝回流的泵油流到有保溫罩部分的泵壁時(shí)，油即得到預(yù)加熱，隨即流到油鍋周邊,經(jīng)鍋底環(huán)形加熱器加熱,輕餾分的油達(dá)到蒸發(fā)溫度便在外層蒸發(fā)而進(jìn)入低真空工作噴嘴——靠近前級(jí)泵的噴嘴；未能蒸發(fā)的某些輕餾分油也是因?yàn)楸戎剌^其他餾分油小而浮到油面上。

由于外層蒸氣導(dǎo)管的限制，這部分餾分蒸發(fā)后仍進(jìn)入低真空工作噴嘴。重餾分的油在外層蒸氣導(dǎo)管中因未達(dá)到蒸發(fā)溫度而未蒸發(fā)，所以從外層由鍋底間的縫隙流到油鍋中心蒸發(fā)，進(jìn)入高真空工作噴嘴。輕、重餾分的油蒸氣這樣分道供給低真空工作噴嘴和高真空工作噴嘴這一個(gè)過(guò)程叫做分餾。

從噴射噴嘴噴出的油蒸氣在前級(jí)得不到充分的冷卻，蒸氣中的輕餾分即未能完全冷凝而被前級(jí)泵抽除。這樣循環(huán)工作，泵油中的輕餾分就越來(lái)越少，重餾分的比例也就越來(lái)越大，泵油便逐漸趨于純凈。這一過(guò)程叫做凈化。泵油的分餾和凈化，對(duì)提高泵的極限真空有重要作用。

5、擴(kuò)散泵油在泵結(jié)構(gòu)一定和無(wú)漏氣的前提下，油擴(kuò)散泵的抽氣特性和極限真空主要是看泵油的性能。泵油種類很多，表為幾類主要泵油及其特性。擴(kuò)散泵油被電爐加熱的時(shí)候，產(chǎn)生油蒸氣順著導(dǎo)流管經(jīng)過(guò)傘形噴嘴向下面噴出。

因?yàn)閲娮焱饷嬗袡C(jī)械泵提供的真空（Pa），故油蒸氣流可噴出一長(zhǎng)段距離，構(gòu)成一個(gè)向出氣口方向運(yùn)動(dòng)的射流。射流最后碰上由冷卻水冷卻的泵壁凝結(jié)為液體流回蒸發(fā)器，即靠油的蒸發(fā)噴射凝結(jié)重復(fù)循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)抽氣。由進(jìn)氣口進(jìn)入泵內(nèi)的氣體分子一旦落入蒸氣流中便獲得向下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量向下飛去。由于射流具有高流速（約200m/s），高的蒸氣密度，且擴(kuò)散泵油分子量大（300～500），故能有效地帶走氣體分子。氣體分子被帶往出口處再由機(jī)械泵抽走。

6、油擴(kuò)散泵的維護(hù)和保養(yǎng)

（1）油擴(kuò)散泵安裝時(shí)要垂直放置，使泵內(nèi)泵芯部件處于正常工作狀態(tài)。各橡膠密封處應(yīng)密封可靠。

（2）油擴(kuò)散泵加熱前必須保證冷卻水暢通，泵內(nèi)處于約1帕的真空狀態(tài)下才可以加熱。

（3）油擴(kuò)散泵停止工作時(shí)，泵內(nèi)應(yīng)避免放入大氣，以延長(zhǎng)泵油壽命并減少泵油的吸氣量，特別應(yīng)禁止泵剛停止工作尚未冷卻就放入大氣，以免泵油氧化。

（4）油擴(kuò)散泵長(zhǎng)期存放，最好抽成真空，以防止泵油污染和各零件腐蝕，并應(yīng)吹凈冷卻水管和水套的余水。

（5）被抽氣體應(yīng)是干燥，無(wú)腐蝕，無(wú)灰塵的室溫狀態(tài)下的氣體。

（6）泵正常工作時(shí)性能突然變壞，應(yīng)檢查加熱器是否短路、斷路，以及三相電流是否平衡。

（7）在長(zhǎng)期工作后，泵性能逐漸變壞，應(yīng)檢查油量是否減少或氧化，以便增添油量或清洗后烘干換新油。

（8）一次裝卸后，如果性能還是上不去，就要檢查是否密封可靠或者裝配不當(dāng)。

（9）在操作過(guò)程中，應(yīng)注意擴(kuò)散泵的前級(jí)機(jī)械泵的工作是否正常，一般機(jī)械泵的極限壓力應(yīng)比泵前級(jí)壓力低于一個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)機(jī)械泵性能變壞后直接影響油擴(kuò)散泵的正常工作。

（10）對(duì)用泵芯采用拉申旋壓形成的中小型泵，第一級(jí)噴嘴帽輕輕旋緊，應(yīng)防泵芯受重壓變形。