机械、扩散、分子泵工作原理
分子泵 真空泵
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分子泵真空泵分子泵和真空泵是现代科学研究和工业生产中常用的真空设备。
本文将分别介绍分子泵和真空泵的原理、结构和应用。
一、分子泵分子泵是一种利用分子撞击和吸附原理将气体排出的高真空泵。
其主要由转子、静子和泵体组成。
1. 原理分子泵的工作原理是通过转子的高速旋转,将气体分子从入口端吸入泵体,然后在转子和静子之间的空间中发生多次碰撞。
由于气体分子之间的碰撞力很小,碰撞后会改变运动方向,最终被挤向泵体的出口端,从而实现气体的排除。
2. 结构分子泵的转子通常由许多叶片组成,叶片之间呈螺旋状排列。
在高速旋转的同时,转子上的叶片会与静子之间的壁面形成一个狭窄的通道,气体分子只能通过这个通道进入泵体。
静子通常是一个环形的结构,其内部有许多小孔,用于吸附气体分子。
3. 应用分子泵广泛应用于半导体制造、真空冷冻、航天科研等领域。
由于其高真空度和高抽气速度,能够有效排除气体中的杂质,保证真空环境的洁净度。
二、真空泵真空泵是一种将气体抽出封闭容器的设备,常用于实验室、化工、制药等领域。
根据工作原理的不同,真空泵可分为机械泵、扩散泵、栅极离子泵等多种类型。
1. 机械泵机械泵是一种利用机械运动将气体排出的真空泵。
其结构简单,由主泵和辅助泵组成。
主泵通常是离心泵或旋片泵,通过转子的旋转将气体抽出。
辅助泵主要用于增加真空泵的抽气速度。
2. 扩散泵扩散泵是一种利用气体分子的扩散运动将气体排出的真空泵。
其结构复杂,由扩散器、冷凝器和泵体组成。
扩散器通常是一个环形的结构,内部有许多小通道,气体分子通过这些通道扩散到冷凝器中被冷凝。
3. 栅极离子泵栅极离子泵是一种利用离子撞击气体分子将气体排出的真空泵。
其结构由栅极、阳极和泵体组成。
离子通过栅极加速后与气体分子碰撞,将其排出。
栅极离子泵具有高真空度和高抽气速度的特点。
真空泵的应用非常广泛,既可用于实验室的真空抽取,又可用于工业生产中的真空处理。
在高真空环境下,真空泵能够有效地排除气体,保证实验和生产的顺利进行。
扩散泵工作原理
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扩散泵工作原理
扩散泵是一种用于产生真空的设备,其工作原理基于气体分子的扩散过程。
以下描述了扩散泵的工作原理:
1. 泵的内部是一个密封的空腔,其中包含一个滑动的扩散器或者扩散阀和一个辅助泵。
2. 初始时,辅助泵首先工作,将气体从泵的内部抽出。
这使得在泵内建立起一个较低的压力。
3. 当泵内的压力降低到一定程度时,打开气体进入扩散器的阀门。
气体进入扩散器后,经过一系列的扩散过程被分解成低能级的分子。
4. 分子在扩散器内与固体表面相互碰撞,使得气体分子在表面上发生吸附,形成一层分子薄膜。
5. 这些低能级的气体分子不断地在泵的内壁上吸附并扩散,最终被辅助泵抽出。
6. 辅助泵不断将气体从泵的内部排出,保持泵内的压力低于环境压力。
通过上述过程,扩散泵能够有效地将气体从高压区域扩散到低压区域,从而产生真空。
需要注意的是,由于扩散泵无法直接抽取大气压力以下的气体,因此通常需要与其他类型的真空泵配合使用,例如旋片泵或者涡旋泵。
机械、扩散、分子泵工作原理
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油扩散泵工作原理油扩散泵主要由泵体、扩散喷嘴、蒸气导管、油锅、加热器、扩散器、冷却系统和喷射喷嘴等部分组成(见图)。
当油扩散泵用前级泵预抽到低于1帕真空时,油锅可开始加热。
沸腾时喷嘴喷出高速的蒸气流,热运动的气体分子扩散到蒸气流中,与定向运动的油蒸气分子碰撞。
气体分子因此而获得动量,产生和油蒸气分子运动方向相同的定向流动。
到前级,油蒸气被冷凝,释出气体分子,即被前级泵抽走而达到抽气目的。
泵油的蒸气压直接影响泵的真空性能。
但油扩散泵所使用的任何泵油,都是蒸气压不同的多组分的混合物。
因此,要提高油扩散泵的抽气和真空性能,泵在工作中自身还要对泵油进行分馏(一、物质的分离和提纯基本原理混合物的分离是指用物理、化学方法将混合物中各组分分开,并恢复到原状态,得到比较纯的物质。
物质的提纯则只要将杂质除去即可。
物质提纯的原则为:不增(不引入新的杂质)、不变、易分离。
实验操作要简便,不能繁杂。
用化学方法除去溶液中的杂质时,要想把被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
二、常用的分离和提纯方法1.过滤过滤是除去溶液中混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意:(1)一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
(2)二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
(3)三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和漏斗中有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
2.蒸发和结晶蒸发是将溶剂气化、使溶液浓缩从而使溶质析出的方法。
结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。
加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅拌溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。
当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热。
扩散泵工作原理
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扩散泵工作原理扩散泵是一种常用于真空系统中的高效气体排除设备,其工作原理是利用分子扩散的方式将气体从高压区域输送到低压区域,从而实现真空抽取的目的。
在实际工程应用中,扩散泵通常与其他类型的真空泵结合使用,以提高真空度和抽取速度。
扩散泵的工作原理主要包括以下几个方面:1. 分子扩散。
扩散泵利用气体分子在真空管道中的自由运动特性,通过分子间的碰撞和扩散来实现气体的输送。
当气体分子在高压区域受到泵内部加热后,会获得较高的动能,从而在碰撞和扩散的过程中逐渐向低压区域移动。
这种分子扩散的运动方式可以有效地将气体从高压区域排除到低压区域。
2. 蒸汽冷凝。
在扩散泵内部,通常还会设置冷凝器,用于将气体分子在运动过程中产生的蒸汽冷凝成液体,从而减少气体分子的数量,提高真空度。
冷凝器通常采用冷却水或液氮进行冷却,以实现对气体的冷凝和凝结。
3. 气体抽出。
扩散泵内部还设有排气口,用于将排除的气体输送至真空系统的外部。
通过连续地排除和输送气体,扩散泵可以实现对真空系统的抽取和维持。
总体来说,扩散泵的工作原理是利用分子扩散和蒸汽冷凝的方式,通过连续排除和输送气体来实现对真空系统的抽取和维持。
在实际应用中,扩散泵通常与其他类型的真空泵(如旋片泵、离心泵等)结合使用,以实现更高效的真空抽取和维持。
需要注意的是,扩散泵在工作过程中需要保持一定的温度和压力条件,以确保分子扩散和蒸汽冷凝的正常进行。
此外,对于不同类型的气体,扩散泵的工作效果也会有所不同,因此在实际应用中需要根据气体种类和工作条件进行合理的选择和调整。
综上所述,扩散泵作为真空系统中的重要设备,其工作原理是基于分子扩散和蒸汽冷凝的方式,通过排除和输送气体来实现对真空系统的抽取和维持。
在实际应用中,需要根据具体的工作条件和气体种类进行合理选择和调整,以实现更高效的真空抽取效果。
分子泵工作原理
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分子泵工作原理
分子泵是一种高真空泵,主要用于将大气压下的气体抽成高真空状态。
它的工作原理主要基于分子的速度分布和碰撞。
在分子泵内部,有一个旋转的转子和一个静止的扩散器。
转子上有一系列的叶片,叶片间的间隙非常小,仅有几毫米。
当转子旋转时,它会将气体分子从进气端带到排气端。
分子泵的工作过程可以分为四个步骤:
1.吸附:当气体分子进入分子泵时,它们首先会被吸附在转子和扩散器的表面上。
这是由于扩散器和转子表面的物理和化学性质,能够吸附气体分子。
2.扩散:吸附在表面上的气体分子会在转子旋转的作用下,沿着螺旋形的叶片间隙扩散移动。
这个过程使得气体分子在分子泵内部被逐渐稀释。
3.加速:在转子旋转的同时,由于叶片间隙非常小,气体分子之间会发生不断的碰撞。
这些碰撞使得气体分子的速度逐渐增加,增加后的速度使得气体分子能够克服分子泵的分子束振动力。
4.抽出:当气体分子的速度增加到足够高时,它们能够克服静态和动态转子的束振动力。
这些气体分子将以高速从转子的出口被抽出,从而形成高真空。
总的来说,分子泵通过利用旋转转子将气体分子吸附、扩散、加速和抽出的过程,实现将气体抽成高真空状态。
这种工作原理使得分子泵能够达到非常高的真空度,并被广泛应用于科学研究和工业生产中。
机械泵与分子泵的工作原理
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机械泵与分子泵的工作原理
机械泵:
机械泵是一种通过机械运动实现气体泵送的装置。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 压缩气体:机械泵内部装有叶轮或齿轮,当泵启动时,叶轮或齿轮会旋转,通过压缩泵内部的气体,增加气体的密度和压力。
2. 排出气体:随着叶轮或齿轮的旋转,泵内的气体会被推向泵的出口,通过排气阀门排出系统。
3. 创建真空:随着气体的排出,泵内形成了低压区域,吸引周围的气体进入泵内,继续压缩和排出,逐渐形成真空。
分子泵:
分子泵是一种利用分子热运动产生的气体扩散作用实现气体抽取的装置。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 扩散气体:分子泵内部包含一个或多个旋转的叶轮,叶轮旋转时通过离心力会将气体分子向外扩散,使气体分子自由运动。
2. 离子化气体:在分子泵内部的电子轰击下,气体分子可能被电离形成带电粒子,进一步增加气体的运动速度。
3. 抽取气体:在分子泵内部设置的抽气口或排气口,带电粒子会被静电排斥或磁场引导,从而被抽取出系统,形成真空。
机械泵和分子泵常常结合使用,机械泵主要负责将气体压缩和排出,分子泵则负责在机械泵的基础上进一步提高真空度。
分子泵的原理
![分子泵的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/09b8610c68eae009581b6bd97f1922791788be51.png)
分子泵的原理
分子泵是一种高真空抽取设备,其原理是利用高速旋转的叶轮
将气体分子从抽气室中抽出,从而达到高真空状态。
分子泵的工作
原理可以分为两个方面,分子碰撞和分子扩散。
首先,我们来看分子碰撞。
当分子泵启动时,叶轮高速旋转,
气体分子被叶轮碰撞吸附,然后被抛出。
这个过程中,气体分子会
与叶轮表面发生多次碰撞,从而使得气体分子的动能逐渐减小,最
终被抛出抽气室。
这样,通过分子碰撞,分子泵可以将气体分子从
抽气室中抽出,从而实现真空度的提高。
其次,我们来看分子扩散。
分子泵内部的叶轮表面通常涂有吸
附剂,这些吸附剂可以吸附气体分子。
当气体分子被吸附在叶轮表
面时,叶轮高速旋转会使得这些被吸附的气体分子再次被抛出。
这样,通过分子扩散,分子泵可以将被吸附的气体分子再次抛出抽气室,从而进一步提高真空度。
综上所述,分子泵的原理主要包括分子碰撞和分子扩散两个方面。
通过高速旋转的叶轮,分子泵可以将气体分子从抽气室中抽出,从而实现高真空状态。
在实际应用中,分子泵通常与其他真空抽取
设备结合使用,以达到更高的真空度要求。
分子泵的原理虽然看似简单,但其中涉及了许多复杂的物理过程和工程技术。
分子泵的设计和制造需要考虑叶轮的材料、结构和表面处理,以及真空密封、抽气速度等方面的技术指标。
因此,分子泵的原理研究和技术改进仍然是一个具有挑战性的课题,也是真空技术领域的重要研究方向之一。
随着科学技术的不断发展,相信分子泵的原理和技术将会得到进一步的完善和提升,为各种领域的真空应用提供更加可靠和高效的支持。
分子泵工作原理
![分子泵工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/88fe5e61905f804d2b160b4e767f5acfa1c783d4.png)
分子泵工作原理分子泵是一种高真空抽气设备,能够将气体从一个封闭的容器中抽出,创造极低的压力。
它通常用于半导体制造、光学薄膜沉积、真空冶炼和其他需要高真空环境的工业领域。
分子泵的工作原理是基于分子运动的,下面将详细介绍分子泵的工作原理。
首先,分子泵的核心部件是转子。
转子上有许多旋转的叶片,当转子旋转时,叶片将气体分子向出口方向推动。
这种推动作用使得气体分子在分子泵内部获得高速度,从而增加了它们逃逸的机会。
其次,分子泵的工作原理还涉及到静态和动态抽气。
静态抽气是指气体分子在泵内碰撞并被推动,动态抽气则是指气体分子在泵内受到分子泵的抽气作用而逃逸。
这两种抽气方式相互配合,使得分子泵能够更有效地将气体抽出。
另外,分子泵的工作原理还与排气速度有关。
排气速度是指单位时间内从泵内排出的气体体积。
分子泵的排气速度通常非常高,这意味着它能够在短时间内将大量气体抽出,从而创造高真空环境。
此外,分子泵的工作原理还涉及到气体分子的平均自由程。
气体分子在分子泵内运动时,它们之间的碰撞次数相对较少,因此能够保持较长的平均自由程。
这使得气体分子在分子泵内更容易被抽出,从而实现高真空。
最后,分子泵的工作原理还与泵内的吸附和解吸过程有关。
在分子泵内,气体分子会被泵壁吸附,但随着泵壁温度的升高,这些气体分子会解吸并被抽出。
这一过程也是分子泵实现高真空的重要原理之一。
总的来说,分子泵的工作原理是基于分子运动的,通过旋转转子推动气体分子、静态和动态抽气、高排气速度、长平均自由程以及吸附解吸过程等多种方式来实现高真空的抽气效果。
这些原理相互配合,使得分子泵成为高真空领域中不可或缺的设备。
真空泵的作用原理
![真空泵的作用原理](https://img.taocdn.com/s3/m/173a0de177eeaeaad1f34693daef5ef7ba0d12ab.png)
真空泵的作用原理真空泵是一种用于将气体从封闭容器中抽出的设备,其作用原理是利用机械、物理或化学方法将气体分子从容器中抽出,使容器内部形成低压或真空状态。
真空泵广泛应用于科学研究、工业生产、医疗卫生等领域。
真空泵的作用原理主要有以下几种:1.机械泵原理机械泵是一种利用机械运动将气体分子抽出的真空泵。
机械泵的工作原理是利用旋转的叶轮将气体分子从进气口吸入泵内,然后将气体分子压缩并排出泵体。
由于机械泵的排气口与大气相通,因此气体分子会被排出泵体并进入大气中。
机械泵适用于抽取大量气体的场合,但不能抽取高真空。
2.扩散泵原理扩散泵是一种利用气体分子的扩散作用将气体分子抽出的真空泵。
扩散泵的工作原理是将气体分子从进气口吸入泵内,然后将气体分子加热并使其扩散,最终被排出泵体。
由于扩散泵的排气口与大气不相通,因此气体分子不能进入大气中。
扩散泵适用于高真空场合,但不能抽取大量气体。
3.离子泵原理离子泵是一种利用离子化气体分子的电场力将气体分子抽出的真空泵。
离子泵的工作原理是将气体分子从进气口吸入泵内,然后将气体分子离子化并加速,最终被排出泵体。
由于离子泵的排气口与大气不相通,因此气体分子不能进入大气中。
离子泵适用于高真空场合,但不能抽取大量气体。
4.分子泵原理分子泵是一种利用分子撞击将气体分子抽出的真空泵。
分子泵的工作原理是将气体分子从进气口吸入泵内,然后将气体分子加速并撞击泵内壁面,最终被排出泵体。
由于分子泵的排气口与大气不相通,因此气体分子不能进入大气中。
分子泵适用于超高真空场合,但不能抽取大量气体。
总之,真空泵是一种非常重要的设备,其作用原理多种多样,可以根据不同的场合选择不同的真空泵。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的真空泵,并注意真空泵的维护和保养,以确保其正常工作。
真空泵系统
![真空泵系统](https://img.taocdn.com/s3/m/3c21a792294ac850ad02de80d4d8d15abf23004b.png)
真空泵系统真空泵系统是一种非常重要的设备,主要作用是将气体排出系统,以达到所需要的真空度。
该系统通常由真空泵、阀门、管道和控制系统组成。
在不同领域,真空泵系统有着广泛的应用,如半导体、光学、医疗、研究和制造等领域。
一、真空泵系统的分类真空泵系统根据其工作原理不同,可以分为以下三类:1.机械泵真空系统机械泵真空系统主要由机械泵、阀门、管道和电控系统组成。
机械泵是将气体从磁力导航管道系统中排出的设备,其内部运用机械运动将气体吸入,再将气体压缩排出。
机械泵真空系统的优点包括:体积小、结构简单、易于安装和维护。
它们通常用于中低真空度的系统。
2.扩散泵真空系统扩散泵真空系统主要由扩散泵、阀门、管道和电控系统组成。
扩散泵是一种通过分子扩散将气体分离的设备,能够在高真空度下运行。
扩散泵真空系统的优点包括:高真空度、高效率、低噪音和较长的寿命。
3.吸气分子泵真空系统吸气分子泵真空系统主要由吸气分子泵、阀门、管道和电控系统组成。
吸气分子泵是利用转子吸气原理将气体排出系统的设备。
吸气分子泵真空系统的优点包括:高真空度、快速排气、低噪音和低振动。
二、真空泵系统的主要部件1.泵真空泵是真空泵系统的核心部件,其功能是将气体从系统中排出。
根据工作原理的不同,有机械泵、扩散泵、分子泵等不同类型的泵。
在选购真空泵时需考虑流量、抽速、最终真空度、耗电量等因素。
2.阀门真空泵系统中的阀门主要起控制气体流动的作用,根据位置和作用可以分为进气阀门、出气阀门、截止阀、调节阀、安全阀等。
在选购阀门时需考虑其适用气体种类、材质、密封性能和气体流量等因素。
3.管道管道是真空泵系统中负责输送气体的重要组成部分,主要分为软管和硬管两种。
在选择管道时需考虑其材质、减少气体压力损失和防止气体泄漏。
4.控制系统控制系统是真空泵系统中负责控制气体流动和保持系统稳定的组成部分,可以根据需要选择不同的控制器和传感器。
三、真空泵系统的安装维护1.安装在安装真空泵系统时,需要预留与管道连接的进出口口径,并采用密封材料保证系统不漏气。
真空泵工作原理
![真空泵工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/bcfc39c6760bf78a6529647d27284b73f3423644.png)
真空泵工作原理一、概述真空泵是一种用于抽取气体使其达到真空状态的装置,广泛应用于科研、工业生产和医疗等领域。
其工作原理主要包括机械泵和分子泵两种方式。
二、机械泵的工作原理1. 叶片式真空泵叶片式真空泵是一种常见的机械泵,其工作原理基于叶片与泵腔之间的相对运动。
当泵的电机启动时,叶片随着电机的旋转而移动,与泵腔之间形成一系列变化的体积。
在吸气过程中,泵腔体积逐渐增大,使气体进入泵腔;在排气过程中,泵腔体积逐渐减小,使气体被排出。
2. 离心式真空泵离心式真空泵利用离心力将气体抽出。
当泵启动时,电机驱动叶轮高速旋转,气体被离心力推向泵腔壁,然后通过出口排出。
离心式真空泵适用于处理大量气体和高压气体。
三、分子泵的工作原理分子泵是一种高真空泵,其工作原理基于分子碰撞和扩散。
分子泵内部有一系列旋转的叶片,当泵启动时,叶片高速旋转,使气体分子在叶片间碰撞。
由于分子间的碰撞,气体分子逐渐从高压区域扩散到低压区域,最终被抽出。
四、真空泵的应用真空泵广泛应用于各个领域,包括:1. 科学研究:在实验室中,真空泵被用于创建低压环境,以便进行材料分析、电子显微镜等实验。
2. 工业生产:真空泵在工业生产过程中用于抽取空气和其他气体,以确保生产过程的质量和效率。
3. 医疗领域:真空泵在医疗设备中被广泛应用,如血液透析机、医用吸引设备等。
五、真空泵的维护和保养为了确保真空泵的正常运行和延长使用寿命,需要进行定期的维护和保养,包括:1. 清洁:定期清洁泵腔和叶片,以去除积聚的灰尘和污垢。
2. 润滑:根据使用说明,定期给泵腔和叶片加注适当的润滑油。
3. 检查:定期检查泵的密封性能、电机运行情况和管道连接是否正常。
4. 更换部件:根据使用寿命和磨损程度,及时更换泵的关键部件。
六、真空泵的选择和购买在选择和购买真空泵时,需要考虑以下因素:1. 抽气速度:根据需要抽取的气体量和抽取速度要求,选择适合的真空泵类型和规格。
2. 泵的真空度:根据需要达到的真空度要求,选择具有适当真空度的真空泵。
机械泵的工作原理
![机械泵的工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/8817f73a00f69e3143323968011ca300a6c3f60a.png)
机械泵的工作原理
机械泵是一种将气体或液体从低压区域通过机械作用力移动到高压区域的设备。
其工作原理基于利用机械运动能量转化为流体能量,从而产生流体流动的过程。
机械泵的工作原理主要包括以下几个关键步骤:
1. 扩散:机械泵首先通过一个气体进口进入低压区域。
在该区域内,气体分子间自由运动,使压力较低。
在液体泵中,液体将被吸引入低压区域。
2. 置换:当泵激活时,一个移动部件(例如活塞、转子或叶轮)开始作用于液体或气体。
这个部件的运动会导致流体分子的位置变化,从而实现流体在泵内的置换。
3. 紧凑:活塞、转子或叶轮等运动部件在继续运动时,逐渐压缩低压区域内的气体或液体。
这会导致流体分子之间的相互接近,进而增加了其密度和压力。
4. 排放:当流体达到一定压力后,机械泵的出口阀门将打开,使流体能够流向高压区域。
流体将通过排放管道被输送到目标位置,完成泵的工作。
需要注意的是,机械泵的工作原理具体取决于其类型和设计。
例如,柱塞泵和螺杆泵等具有不同的工作原理,但整体原理基本相同。
通过利用机械运动能量将气体或液体从低压区域转移至高压区域,机械泵实现了流体的输送和压缩。
分子泵文档
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分子泵概述分子泵是一种用于实现超高真空(UHV)环境的重要设备。
它通过利用连续的抽气技术,将气体从真空腔室中排放出去,从而实现高度净化和抽真空的效果。
本文将介绍分子泵的工作原理、结构特点以及应用领域。
工作原理分子泵主要依靠分子碰撞和扩散作用来实现抽气的过程。
当气体分子位于真空腔室中时,由于其热运动而产生碰撞。
当气体分子与泵的叶片或壁面发生碰撞时,部分分子被吸附到表面上,而另一部分则以较高的速度逸出,形成气体的扩散。
通过不断重复这个过程,真空腔室中的气体分子逐渐减少,从而达到理想的抽气效果。
结构特点1. 泵体分子泵的外壳通常由不锈钢或其他耐高温、耐腐蚀材料制成,以确保其工作的可靠性和长寿命。
2. 泵叶片泵叶片是分子泵中最关键和核心的部件之一。
它们通常由铝或其他高性能材料制成,具有良好的抗腐蚀性和热传导性能。
3. 电机分子泵通常由高速电机驱动,以使泵叶片以高速旋转。
电机要求具有较高的功率和稳定的运行特性,以确保分子泵的正常工作。
4. 磁力轴承磁力轴承是分子泵中常用的一种轴承形式,它利用磁力原理代替传统的机械轴承。
磁力轴承具有无接触、无磨损、低噪音等优点,能够使分子泵具有更长的使用寿命和更高的工作效率。
5. 抽气系统分子泵通常需要与其他抽气装置(如机械泵和涡流泵)配合使用,以提供更高效的真空抽取能力。
抽气系统的设计需要综合考虑泵的性能和被抽系统的需求,以实现最佳的抽气效果。
应用领域分子泵在许多领域中都发挥着重要作用,特别是在需要高度净化和超高真空环境的实验室和工业实践中。
1. 真空冶金分子泵在真空冶金领域中被广泛应用。
它可以用于提供超高真空环境,以减少氧、水蒸气和其他气体对熔融金属的污染,从而提高冶金过程的质量和产量。
2. 半导体制造在半导体工业中,分子泵扮演着关键的角色。
它可以用于清洗半导体器件表面,去除由制造过程产生的污染物,以确保器件质量和可靠性。
3. 真空包装分子泵也广泛应用于真空包装行业。
在食品、药品和其他易氧化物品的包装过程中,分子泵可以实现高度净化的包装环境,提高产品的质量和保质期。
pp真空机组工作原理
![pp真空机组工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/8927139827fff705cc1755270722192e4536581f.png)
pp真空机组工作原理
真空机组是一种用于创建和维持高真空环境的设备。
它由一个或多个真空泵组成,通过排除气体分子来降低环境压力。
这些泵可以使用不同的工作原理,包括分子泵、扩散泵和机械泵等。
其中,分子泵工作原理是利用分子撞击来排除气体分子。
分子泵内部有一个高速旋转的转子,其表面覆盖着许多小孔。
当分子撞击这些孔时,它们会在内部产生较大的"跳跃",从而使它
们的运动方向改变。
这种连续的跳跃和碰撞最终将气体分子从泵内排除出去。
扩散泵是通过气体分子的碰撞和扩散来排除气体的。
在扩散泵中,气体分子进入一个密闭的空间,然后由一个旋转的叶片将气体分子推向泵口。
在移动过程中,气体分子会与其他分子碰撞,并沿着真空管道中的压力梯度进行扩散,从而实现气体的排除。
机械泵则是通过机械运动来排除气体。
它包括一个旋转的叶轮或活塞,通过连续的运动来创建真空。
当叶轮或活塞旋转时,它会使气体分子被吸入泵内,并通过排气口排出。
机械泵通常用于较低真空要求的场合。
综上所述,不同类型的真空泵在真空机组中协同工作,通过不同的工作原理来降低环境压力,从而创造和维持高真空环境。
这种高真空环境具有许多应用,例如科学研究、半导体制造、材料处理等。
扩散泵的工作原理
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扩散泵的工作原理
扩散泵是一种常用于真空系统中的泵,其主要工作原理是利用分子扩散来实现气体分子的移动和抽取。
1. 分子扩散:气体分子在真空中以无规则的运动方式相互碰撞和传播。
分子的速度取决于其质量,速度越大,则更容易逃离并通过抽取装置。
2. 气体混合:在扩散泵中,一种高压气体(工作气体)和待抽取气体混合进入了系统。
工作气体(通常是氮气或氢气)的主要作用是传输待抽取气体,并保持泵的稳定工作。
3. 管道设计:扩散泵中的管道设计十分重要。
泵内通道的设计能够在高压气体和待抽取气体之间形成一个密封的环境。
4. 扩散效应:当混合气体进入到泵内部的扩散器中,扩散泵会创建一个梯度,即气体浓度从高到低的变化。
扩散器中一边是高压气体一边是抽取气体,扩散效应使得待抽取气体分子从高浓度(高压)区域向低浓度(低压)区域传播。
5. 抽气效果:通过扩散器中的扩散效应,待抽取气体分子逐渐由高压区域移动到低压区域,并被抽取装置抽取出真空系统。
扩散泵通常与其他类型的泵(如根风泵或机械泵)结合使用,以实现更高的抽气效果。
总的来说,扩散泵利用分子扩散效应,通过气体混合和管道设
计,将待抽取气体分子从高浓度区域移动到低浓度区域,并被其他抽取装置抽取出真空系统。
各种真空泵的工作原理
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各种真空泵的工作原理1. 机械真空泵的工作原理:机械真空泵是一种常见的真空泵,它通过机械设备产生的动力来排出气体以实现真空。
机械真空泵的工作原理主要包括两个关键步骤:压缩和排出。
在压缩过程中,泵的叶轮会旋转,通过吸气口将气体吸入并压缩。
而在排出过程中,被压缩的气体通过泵的排气口排出。
2. 扩散真空泵的工作原理:扩散真空泵是一种基于分子扩散的原理来实现真空的设备。
它利用气体分子在低压环境下的自由扩散来将气体排除,从而实现真空。
扩散真空泵主要由两个关键组件组成:扩散泵体和加热器。
在工作过程中,加热器会加热扩散泵体内的扩散油,使其蒸发成气体。
蒸发的油分子会通过碰撞将其他气体分子带入泵体内,形成一个气体流。
最后,气体流会经过冷凝器冷却,将气体冷凝成液体并排出,从而实现真空。
3. 离心真空泵的工作原理:离心真空泵是一种通过离心力来排除气体的设备。
它利用高速旋转的离心机构,将气体分子向泵体的外部推出,以实现真空。
离心真空泵的工作原理基于两个关键步骤:离心排气和分子碰撞。
在离心排气过程中,旋转的离心机构会产生高速离心力,将气体分子推到泵体的外部。
而在分子碰撞过程中,气体分子会与泵体壁碰撞,从而改变其运动方向和速度,最终被排出泵体。
4. 蒸汽喷射真空泵的工作原理:蒸汽喷射真空泵是一种利用蒸汽喷射原理来实现真空的设备。
它通过与高速喷射的蒸汽混合,产生气体减压而达到真空效果。
蒸汽喷射真空泵主要由三个关键部分组成:喷嘴、吸气管和冷凝器。
在工作过程中,高速喷射的蒸汽将气体吸入喷嘴,形成一个气体和蒸汽的混合流。
此时,气体会与蒸汽发生碰撞,并且由于蒸汽的高速流动,气体会被推向冷凝器并冷凝成液体,最终被排出,实现真空。
总结:各种真空泵的工作原理不尽相同,但它们都以不同的机制排出气体以实现真空。
机械真空泵通过机械设备的压缩和排气过程来实现真空,扩散真空泵利用分子扩散原理将气体排除,离心真空泵依靠离心力将气体推出,而蒸汽喷射真空泵则通过蒸汽喷射产生气体减压。
真空泵参数及选型
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真空泵参数及选型真空泵是一种能够将气体抽出封闭容器内的设备,常用于工业、实验室和科研领域中。
本文将介绍真空泵的参数及选型过程,包括工作原理、性能指标、常见类型和选择要点。
一、真空泵的工作原理真空泵通过机械、物理或化学方式,将容器内的气体抽出,从而形成真空状态。
常见的真空泵工作原理包括机械泵、分子泵、扩散泵和离子泵等。
1.机械泵机械泵是应用最广泛的真空泵之一,其工作原理是通过旋转或往复运动的叶片或活塞来抽出气体。
机械泵分为回转式和往复式两种,回转式机械泵常见的有旋片泵、回转式叶片泵和分子泵机械泵。
2.分子泵分子泵利用高速旋转的转子将气体分子迅速抽出。
分子泵适用于高真空范围内,能够抽出大部分气体分子。
3.扩散泵扩散泵是通过气体分子的扩散和碰撞与液体或固体表面反应,将气体抽出。
扩散泵通常适用于较高真空范围内。
4.离子泵离子泵通过电离气体分子并加速它们,从而产生推力,将气体抽出。
离子泵适用于超高真空范围内。
二、真空泵的性能指标在选型过程中,需要考虑真空泵的性能指标,以确保其符合实际需求。
常见的性能指标包括:1.抽速抽速是指单位时间内泵抽出的气体量,通常以升/秒或升/分钟表示。
抽速越大,泵对气体抽出能力越强。
2.极限压力极限压力是指泵在特定工况条件下能够达到的最低压力。
极限压力越低,说明泵的抽气能力越强。
3.泵速泵速是指泵经过排气孔排出的气体体积流量,通常以升/秒或升/分钟表示。
4.电机功率电机功率是指驱动真空泵所需的电力大小。
功率越大,泵的抽气能力越强。
5.噪声噪声是指真空泵在工作过程中产生的噪音。
在一些特定场合下,低噪声的真空泵更为适用。
三、常见的真空泵类型根据真空泵的工作原理和应用领域不同,常见的真空泵类型包括:1.机械泵机械泵主要分为旋片泵、回转叶片泵和分子泵。
旋片泵适用于低真空范围,具有较高的抽气速度,但对工作液要求较高;回转叶片泵适用于中等真空范围,能够达到较高的抽气速度和较低的工作温度;分子泵适用于高真空范围,能够提供较低的极限压力。
真空机组的工作原理
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真空机组的工作原理真空机组是一种用于产生真空环境的设备,它在许多工业和科学领域中都有着重要的应用。
其工作原理是通过抽取容器内的气体,降低压力,从而产生真空。
下面我们将详细介绍真空机组的工作原理。
1. 真空泵真空机组中最关键的部件就是真空泵,它通过机械、物理或化学的方式将气体抽出容器,从而降低压力。
根据工作原理的不同,真空泵可以分为以下几种类型:- 机械泵:通过旋转叶轮或柱塞运动产生真空。
- 扩散泵:利用高速气体分子的碰撞来将气体从容器中排出。
- 分子泵:利用高速旋转的叶轮将气体分子抛出容器。
- 离心泵:通过离心力将气体抛出容器。
这些真空泵可以单独使用,也可以组合使用以达到更高的真空度。
2. 气体抽出当真空泵开始工作时,它会抽出容器内的气体。
在这个过程中,真空泵会不断地将气体排出,从而使容器内的压力不断降低。
当压力降到一定程度时,就会形成所需的真空环境。
3. 控制系统为了确保真空机组能够稳定地工作,通常会配备一个控制系统。
这个系统可以监测容器内的压力,并根据设定的参数来调节真空泵的工作状态。
通过控制系统,可以实现自动控制和调节,从而确保真空度的稳定和精确控制。
4. 应用领域真空机组在许多领域都有着重要的应用,比如半导体制造、光学薄膜沉积、真空热处理、化学实验室、医疗设备等。
在这些领域中,真空机组可以提供所需的真空环境,从而保证工艺的顺利进行。
总结真空机组通过真空泵将容器内的气体抽出,从而形成所需的真空环境。
它通过不同类型的真空泵和控制系统的配合,可以实现对真空度的稳定和精确控制。
在许多工业和科学领域中都有着重要的应用,是现代生产和研究中不可缺少的设备之一。
真空泵工作原理及作用
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真空泵工作原理及作用真空泵是一种用于抽取气体或蒸汽以产生真空的设备。
它的工作原理是利用机械、物理或化学方法,将容器内的气体抽出,使容器内的压力低于大气压。
真空泵广泛应用于工业生产、实验室研究、医疗设备、航空航天等领域。
本文将介绍真空泵的工作原理及其作用。
一、真空泵的工作原理1. 机械真空泵的工作原理机械真空泵是最常见的一种真空泵,其工作原理基于容器内气体的机械抽出。
其结构包括转子、叶轮、密封装置等部件。
当叶轮旋转时,气体被吸入并被压缩,然后被排出。
通过不断旋转叶轮,容器内的气体得以不断抽出,从而产生真空。
2. 扩散泵的工作原理扩散泵是利用气体分子的扩散来抽取气体的一种真空泵。
其工作原理是通过加热液态金属或油蒸气,使气体分子在高温下扩散,从而实现抽气的目的。
扩散泵通常用于高真空系统中,其抽气速度较快,可以将容器内的气体迅速抽出。
3. 分子泵的工作原理分子泵是一种利用气体分子与泵壳表面碰撞的动能转化为动能的一种真空泵。
其工作原理是通过高速旋转的叶轮将气体分子抛出,使其与泵壳表面碰撞,从而将气体分子抽出。
分子泵通常用于超高真空系统中,其抽气速度非常快,可以将容器内的气体迅速抽出。
二、真空泵的作用1. 产生真空真空泵的主要作用是产生真空。
在工业生产中,许多工艺需要在真空条件下进行,如真空蒸镀、真空干燥等。
真空泵可以将容器内的气体抽出,使容器内的压力低于大气压,从而产生所需的真空环境。
2. 抽取气体在实验室研究、医疗设备、航空航天等领域,常常需要将容器内的气体抽出,以确保实验环境的纯净度或设备的正常运行。
真空泵可以快速、高效地将容器内的气体抽出,满足不同领域的需求。
3. 清洁环境在一些工业生产过程中,容器内的气体可能含有有害物质,需要及时清除。
真空泵可以将容器内的有害气体抽出,保持环境清洁,确保工作人员的健康与安全。
4. 辅助设备运行在一些设备中,需要在真空条件下运行,如真空管、真空包装机等。
真空泵可以为这些设备提供所需的真空环境,保证设备的正常运行。
各种真空泵的工作原理
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各种真空泵的工作原理真空泵是一种用于抽取气体分子,从而创造真空环境的设备。
它在许多工业和科学领域中都有广泛的应用,如半导体制造、真空冷冻、实验室研究等。
不同类型的真空泵有不同的工作原理,下面将详细介绍几种常见的真空泵的工作原理。
1. 扩散泵扩散泵是一种利用气体分子的扩散来抽取气体的真空泵。
它由一个加热器和一个冷凝器组成。
加热器中的液体或固体会被加热,产生气体分子。
这些气体分子在加热器内扩散,并通过冷凝器冷却后被抽出。
扩散泵适用于高真空环境,但对气体种类有一定的限制。
2. 机械泵机械泵是一种利用机械运动来抽取气体的真空泵。
它通常由一个旋转的叶轮和一个固定的壳体组成。
当叶轮旋转时,气体分子被吸入泵内,然后被压缩和排出。
机械泵适用于中真空和低真空环境,但不能用于高真空。
3. 离心泵离心泵是一种利用离心力来抽取气体的真空泵。
它由一个旋转的叶轮和一个固定的壳体组成。
当叶轮旋转时,气体分子被离心力推向壳体的外部,然后被排出。
离心泵适用于中真空和低真空环境,但对气体种类有一定的限制。
4. 陶瓷泵陶瓷泵是一种利用陶瓷材料的特殊性能来抽取气体的真空泵。
陶瓷泵通常由陶瓷转子和陶瓷壳体组成。
当转子旋转时,气体分子被吸入泵内,然后被排出。
陶瓷泵适用于高真空环境,且对气体种类没有太大的限制。
5. 涡旋泵涡旋泵是一种利用旋涡流动原理来抽取气体的真空泵。
涡旋泵由一个旋转的叶轮和一个固定的壳体组成。
当叶轮旋转时,气体分子被旋转的涡旋流动带入泵内,然后被排出。
涡旋泵适用于中真空和低真空环境。
总结:各种真空泵的工作原理主要包括扩散泵、机械泵、离心泵、陶瓷泵和涡旋泵。
扩散泵利用气体分子的扩散,机械泵利用机械运动,离心泵利用离心力,陶瓷泵利用陶瓷材料的特殊性能,涡旋泵利用旋涡流动原理来抽取气体。
不同类型的真空泵适用于不同的真空环境和气体种类。
了解这些真空泵的工作原理,有助于选择适合特定应用的真空泵,并正确操作和维护真空系统。
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油扩散泵工作原理油扩散泵主要由泵体、扩散喷嘴、蒸气导管、油锅、加热器、扩散器、冷却系统和喷射喷嘴等部分组成(见图)。
当油扩散泵用前级泵预抽到低于1帕真空时,油锅可开始加热。
沸腾时喷嘴喷岀高速的蒸气流,热运动的气体分子扩散到蒸气流中,与定向运动的油蒸气分子碰撞。
气体分子因此而获得动量,产生和油蒸气分子运动方向相同的定向流动。
至U前级,油蒸气被冷凝,释出气体分子,即被前级泵抽走而达到抽气目的。
泵油的蒸气压直接影响泵的真空性能。
但油扩散泵所使用的任何泵油,都是蒸气压不同的多组分的混合物。
因此,要提高油扩散泵的抽气和真空性能,泵在工作中自身还要对泵油进行分馏( 一、物质的分离和提纯基本原理混合物的分离是指用物理、化学方法将混合物中各组分分开,并恢复到原状态,得到比较纯的物质。
物质的提纯则只要将杂质除去即可。
物质提纯的原则为:不增(不引入新的杂质)、不变、易分离。
实验操作要简便,不能繁杂。
用化学方法除去溶液中的杂质时,要想把被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
二、常用的分离和提纯方法1. 过滤过滤是除去溶液中混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意:(1)一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
(2)二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
(3)三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和漏斗中有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
2. 蒸发和结晶蒸发是将溶剂气化、使溶液浓缩从而使溶质析出的方法。
结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。
加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅拌溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。
当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热。
结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。
例如用结晶的方法将NaCI和KNO3分离。
3. 蒸馏蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。
用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。
例如将石油蒸馏可以得到煤油、汽油、柴油等等。
4. 分液和萃取分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
萃取和分液经常一起使用来分离物质。
选择的萃取剂应符合下列要求:(1)和原溶液中的溶剂互不相溶;(2)对溶质的溶解度要远大于原溶剂;(3)溶剂易挥发。
在萃取和分液过程中要注意:(1)将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。
(2)振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。
(3)然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗下口放出,上层液体从上口倒出。
三、常见的分离方法选择1. 对于固体与固体的混合物:(1)杂质易分解、易升华时,用加热法,如碳酸钠中混有NaHCO3 ;(2)一种易溶,一种难溶,用过滤法,如NaCI中混有泥沙;(3)二者均易溶,但其溶解度随温度的影响不同,用结晶法,如NaCI中混有KNO3。
2. 液体与液体的混合物:(1)沸点相差较大时,用蒸馏法,如酒精与水的分离;(2)互不混溶时,用分液法,如四氯化碳与水的混合物的分离;(3)在互不相溶溶剂中的溶解度不同时,用萃取法,如用CCI4萃取碘水中的碘。
3. 气体与气体的混合物:洗气吸收法。
四、常见物质分离、提纯范例1. 物理方法的范例(1)溶解、过滤法MnO2与KCI的分离:采用溶解过滤法。
除去炭粉中杂质氧化铜或铜粉中锌杂质,采用盐酸溶解、过滤法除杂。
(2)加热灼烧法氧化铜中混有炭粉,二氧化锰中混有炭粉采用在空气中加热灼烧法除杂。
(3)溶解、结晶法例如,分离氯化钠和硝酸钾可根据两种物质的含量不同分别采用蒸发结晶法或降温结晶法。
2. 化学方法的范例(1)生成气体法:如除去氯化钠中碳酸钠杂质,加适量盐酸。
(2)生成沉淀法:如除去氯化钠溶液中氯化钙杂质,加适量的碳酸钠溶液。
(3)还原法:如铜粉中有氧化铜杂质:在加热条件下通入足量氢气或一氧化碳。
(4)正盐酸式盐转化法:例如,碳酸钠溶液中含有碳酸氢钠杂质,向溶液中加入适量的氢氧化钠,NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O ;碳酸氢钠溶液中含有少量碳酸钠杂质:向溶液中通入过量二氧化碳,Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 。
(5)洗气法:除去下列气体中的杂质,括号中为杂质:CO(CO2):碱溶液;H2(HCI):水或碱溶液;CO2(HCI):饱和碳酸氢钠溶液;SO2(HCI):饱和亚硫酸氢钠溶液。
(6)加热法:除去氮气中氧气:通过炽热铜网;除去二氧化碳中CO ,通过炽热氧化铜粉末。
(7)干燥法:常见干燥剂有氯化钙、碱石灰、生石灰和浓硫酸。
一般最后一步除去水蒸气。
在实际应用中往往分离或提纯一种物质要用到多种方法:例如,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,提纯方法:溶解、依次加入过量氯化钡溶液、过量氢氧化钠溶液、过量碳酸钠溶液、过量盐酸溶液,蒸发得到氯化钠纯净物。
再如,空气中含有二氧化碳、氧气依次通过氢氧化钠、炽热铜网最后得到氮气和稀有气体等。
)和净化。
分馏目的是使高蒸气压组分的油不进入高真空工作喷嘴(高真空端的喷嘴);净化目的是使高蒸气压组分的油在工作过程中不断为前级泵所抽除,使油逐渐趋于纯净.泵油分馏主要是利用泵油各组分的蒸发温度不同,使它们分别在不同的锅炉面积上蒸发。
当工作后冷凝回流的泵油流到有保温罩部分的泵壁时,油即得到预加热,随即流到油锅周边,经锅底环形加热器加热,轻馏分的油达到蒸发温度便在外层蒸发而进入低真空工作喷嘴(靠近前级泵的喷嘴);未能蒸发的某些轻馏分油也因比重较其他馏分油小而浮到油面上。
由于外层蒸气导管的限制,这部分馏分蒸发后仍进入低真空工作喷嘴。
重馏分的油在外层蒸气导管中因未达到蒸发温度而未蒸发,遂从外层由锅底间的缝隙流到油锅中心蒸发,进入高真空工作喷嘴。
轻、重馏分的油蒸气这样分道供给低真空工作喷嘴和高真空工作喷嘴这一过程谓之分馏。
从喷射喷嘴喷岀的油蒸气在前级得不到充分的冷却,蒸气中的轻馏分即未能完全冷凝而被前级泵抽除。
如此循环工作,泵油中的轻馏分便越来越少,重馏分的比例则越来越大,泵油便逐渐趋于纯净。
这一过程谓之净化。
泵油的分馏和净化,对提高泵的极限真空有重要作用。
扩散泵工作原理(转帖)(2009-06-20 23:13:10)标签:扩散泵内腔聚苯醚真空泵教育来源:天涯问答/wenda/thread?tid=7d674b585a9f267b作者:浙江过客在地球大气层任何地方造成真空要抽掉组成大气层的分子(主要为氮、氧、二氧化碳,以及常见的约150种污染物).分子的抽取一直要持续到获得预期基本的真空水平。
抽取的过程在此后通常会继续以保持需要的真空水平进行工作。
这项工作可能涉及电子显微镜、气相色谱—质谱(GC-MS)表面分析、分子束系统、先进的材料焊接、大型真空炉,甚至模拟太空环境.最常见的一种用于高真空应用的是油扩散真空泵(或者更正确地说、蒸气喷射泵)。
油扩散真空泵是最早、最可靠的途径,在25° C能创造10-10 Torr真空或更低。
扩散泵的首次设计要追溯到1915年,发明者是Irving Langmuir 。
原来是用水银扩散泵液,可以承受的温度提高了,但缺点是有毒。
喷射泵的设计经过多年的改进和合成液体的进步使得更高程度的真空能够实现。
虽然测量气压的单位众多,但Torr(陶而)却是最常用的。
在海平面正常的大气压下,无液气压计的水银柱高29.92 英寸,29.92 英寸等于760毫米水银或760Torr。
为了测量很高的真空下极低的压力, 也可使用微米(1000 微米为 1 毫米)作单位,因此,真空扩散泵实现了10-3 Torr 真空也可以说已经到了 1 微米的真空。
10-3 Torr 真空虽已大量抽取出大气分子,但实际上在这一水平上真空扩散泵刚开始运作。
因为油扩散真空泵开始工作,内腔不能有完全的大气压。
相反,一个辅助低真空机械泵(或前置真空泵)能够少量的抽压,它首先使油扩散真空泵内腔压力减至约10-3Torr。
在此时,油扩散真空泵开始工作使真空水平保持在10-3和10-10Torr 之间。
由于真空扩散泵不能直接自排气压,机械辅助泵的使用能维持适当的排压条件。
虽然在某些应用场合,他们已经被一些更先进设计的产品替代,例如低温泵或离子泵,但真空扩散泵仍受青睐。
因为他们有几个好处: 他们有可靠的而简单的设计,运行无噪音振动,相对低廉的操作和维修。
事实上,扩散泵仍然是最廉价的制造高真空环境的手段。
这些泵也容许存在超过作业条件的活性粒子和气体。
而这对其他类型的高真空泵则有很大的破坏作用。
体积上,最小的只稍大于一个咖啡杯。
最大的直径近一米,高两米。
油扩散真空泵,采用不锈钢内腔并含有纵向叠加的锥形喷射口的内室。
通常有三个喷射口内室其大小逐个减小,最大的在底部。
在内腔的底部是一滩特殊的低蒸汽压油。
油由内腔底部下设的电加热器加热煮沸,气化的油油向上移,从各个内室的喷射口排出来。
而水通过在内腔外壁的循环使内腔降温,从而避免热量外溢并维持其长时间的运转。
之所以称它为扩散泵的唯一理由是,根据观察抽取气体的分子渗透进蒸汽喷口的方式类似于一种气体扩散到另一种气体里。
( " 来源HablanianMH,高真空技术第二版207 页" )。
从相当大直径的喷射口出来,高能油滴以时速750 英里每小时的速度在内室和内腔壁之间向下落去。
这些油滴已达到了超音速,但却没有音爆,主要因为部分真空状态下分子间隔太大以至于不能传导声能。
蒸汽喷口的捕捉率取决于他的密度,速率和分子量。
高速喷口与在碰巧进入其内部的气体分子发生碰撞是由于气体分子的热运动。
这通常会给分子以向下的动力使它们能从泵的排气口排出从而达到更高的真空水平。
在内腔底部,积淀下来的大气气体分子被辅助泵消除,同时积淀下来的油则开始又一轮的循环。
分子清除的作用是创造一个上层部分高真空的内腔。
而这一部分的高真空正是应用中所需要的—比如,用于电子显微镜。
为阻止热量外溢,在内腔外壁会有水从旋管中流动来降温。
在油被蒸发的内腔底部温度大约处于190° C到280° C之间。
油有几种,分别由硅氧烷、碳氢化合物、酯、全氟化物,聚苯醚制成。
聚苯醚(Santovac ? 5) 液或油在25 多年来一直是全球的标准,它兼具高分子量,低反应活性和优良的蒸汽力等优点。