擋油帽的作用與主要參數(shù)計算
擴散泵在工作過程中,泵液會向被抽容器中返流。返流的油蒸氣會對被抽容器及被處理工件造成污染。返流油蒸氣從凝結(jié)于擴散泵頂噴咀表面上的油膜的再蒸發(fā)為主要來源。在噴咀內(nèi)表面上的泵油能浸潤外表面達數(shù)毫米,因此這部分油膜會大量蒸發(fā),返流向高真空側(cè)。通常在泵芯的一級噴咀上面設(shè)置擋油帽,這樣可以大大降低油蒸氣的返流。擋油帽一般用水冷卻,比較好的水冷擋油帽可把擴散泵的返油率降低到0.1%~1%。因此擋油帽是現(xiàn)代擴散泵所必備的部件。
擴散泵加擋油帽后,降低了返油率,但同時也降低了泵的抽速。通常認(rèn)為加擋油帽后,泵的抽速降低小于20%為宜。
擋油帽的設(shè)計方法如圖31所示:先劃出導(dǎo)流管和噴咀外沿的連結(jié)線AB,再在距B為1cm左右處引垂線CD,延長AB與CD交于E點,此即擋油帽的外緣。這樣確定擋油帽外緣的位置則不會擋住工作液蒸氣射流。
圖31:擋油帽的設(shè)計方法
擋油帽伸出長度H(見圖32)可由下式計算:
H=(d2-d1-2δ)/2 tga mm (10)
式中d1為泵的噴咀直徑,mm;d2為擋油帽帽緣外徑,mm;δ為擋油帽帽緣厚度,mm;a為泵的噴咀角度。
圖32:擋油帽伸出長度H
圖33是擋油帽的一種經(jīng)驗設(shè)計,實踐表明,這種擋油帽的擋油效果較好,且對泵的抽速沒有太大的影響。
圖34:各種擋油帽的擋油效果圖
各種型式擋油帽的擋油效果如圖34所示,圖中(n)是不加擋油帽,設(shè)此時返油量為1;(6)、(c)、(d)、(e)等表示加擋油帽及水冷套等措施后的返油量,數(shù)值愈小,擋油效果愈好。