圖1-9 水蒸氣噴射泵的結(jié)構(gòu)圖

(7)油擴(kuò)散泵

油擴(kuò)散泵是用來(lái)獲得高真空或超高真空的重要設(shè)備。油擴(kuò)散泵的入口直徑(泵的入口直徑是油擴(kuò)散泵的主要特征尺寸)在65~1600mm之間，極限壓力最低可達(dá)10-8Pa，工作壓力范圍為10-1~10-5Pa，抽氣速率可以從幾十升每秒到十幾萬(wàn)升每秒，最大出口壓力在30~50Pa之間，最低返油率可達(dá)10-4mg·(cm2·min)-1。它廣泛應(yīng)用于真空冶金、真空熱處理、真空鍍膜、電子工業(yè)、航空航天、原子能工業(yè)等領(lǐng)域。

油擴(kuò)散泵的抽氣作用與蒸汽泵相似。其工作原理如圖1-10所示。它是由泵體、各級(jí)噴嘴、導(dǎo)管和加熱器所組成。油在油鍋內(nèi)經(jīng)電爐加熱變成油蒸氣，沿著管道上升，當(dāng)油蒸氣達(dá)到第一、第二和第三級(jí)噴嘴處時(shí)，由于噴嘴的截面積突然縮小導(dǎo)致油氣流速顯著提高。油蒸氣變成高速氣流由傘形排列的噴嘴噴出，在泵腔空間形成傘形的蒸氣流層然后打在泵體上，因?yàn)楸皿w是用水冷卻的，故油蒸氣在泵壁上冷凝成油滴，沿泵壁流回油堝內(nèi)，再被加熱后蒸發(fā)，油在擴(kuò)散泵中就是這樣循環(huán)工作的。當(dāng)高速油蒸氣由一級(jí)噴嘴噴出時(shí)，將噴嘴附近ab處的被抽氣體分子夾帶走。在油氣遇到冷卻壁而凝成油滴時(shí)，空氣分子不能凝結(jié)，由于受到油氣阻力也不能再回到ab處的上部。這時(shí)在cd處的第二級(jí)噴嘴噴出來(lái)的油蒸氣又把cd處的空氣分子帶走。這樣一來(lái)，擴(kuò)散到ab面上的氣體分子就可以被油分子夾帶到cd處，然后再被二級(jí)噴嘴噴出的油氣夾帶走。各級(jí)噴嘴噴出的油蒸氣就像接力賽一樣，一級(jí)一級(jí)地將空氣分子由進(jìn)氣口連續(xù)地送到排氣口，然后被前級(jí)真空泵抽走。為了保持空氣分子濃度梯度的經(jīng)常存在，使泵能夠正常工作，在擴(kuò)散泵的出口處也必須由其他真空泵來(lái)維持出口壓強(qiáng)。

圖1-10 油擴(kuò)散泵工作原理圖