由于蒸氣流的上方被抽氣體的分壓強(qiáng)大于蒸氣流內(nèi)該氣體的分壓強(qiáng)，故氣體分子不斷地由較高分壓強(qiáng)區(qū)向較低分壓強(qiáng)區(qū)的蒸氣流中擴(kuò)散，并被超音速的蒸氣流分子碰撞，氣體分子因而得到一個(gè)指向泵前級(jí)方向的速度分量，從宏觀上看，好象氣體分子被蒸氣流逐級(jí)向下推送。原來體積較大、壓強(qiáng)較低的氣體，經(jīng)過幾級(jí)蒸氣流的壓縮后，到達(dá)前級(jí)空間時(shí)，已成為體積較小、壓強(qiáng)較高(10-3托以上)的氣休，隨即被前級(jí)機(jī)械泵抽走。而從噴口噴出的蒸氣流落到水冷泵壁上，被冷凝成液體流回到分餾鍋內(nèi)，再受熱變成蒸氣。如此反復(fù)循環(huán)，逐漸在噴嘴的上端和附近便形成了一個(gè)低壓強(qiáng)區(qū)域，被抽容器內(nèi)的壓強(qiáng)便不斷降低。
高速的蒸氣流對(duì)前級(jí)真空室里的高壓強(qiáng)氣體來說，如同一道屏障，阻止它返回高真空端。這種泵高真空端壓強(qiáng)一般可低到10-8托以下，而前級(jí)壓強(qiáng)可高前10-1托，因此，氣體壓縮比高達(dá)億倍以上，這也是其他泵種無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。但由于種種原因，泵液蒸氣分子不可避免的會(huì)返流入高真空端而污染真空系統(tǒng)和被抽容器或器件，這是必須設(shè)法消除的。經(jīng)過人們多年對(duì)擴(kuò)散泵的泵型結(jié)構(gòu)、抽氣機(jī)理研究，對(duì)使用各種類型阱在不同條件下的擋油效率的研究，對(duì)擴(kuò)散泵液、返油機(jī)理、擋油帽結(jié)構(gòu)等問題的研究，使擴(kuò)散泵技術(shù)取得了可觀的進(jìn)展:抽速效率(何氏系數(shù))可做到大于50%,最大工作能力每千瓦高于1托·升/秒，前級(jí)反壓強(qiáng)優(yōu)于0.5托，不用冷阱直接抽氣極限壓強(qiáng)可達(dá)1 x10-9托，抽氣速率比老式泵已提高兩倍，最大容許排出壓強(qiáng)、耐久性等均得到加強(qiáng)。總的來說，關(guān)鍵的問題是由于低蒸氣壓泵液和返流控制研究的進(jìn)展，才使得用油擴(kuò)散泵來獲得超高或極高真空和“清潔”真空成為可能。只要能徹底防止材料溶解氫的影響、徹底烘烤去氣、防止?jié)B透，即盡量減少材料和泵壁放氣帶來的污染，用擴(kuò)散泵獲得最終極限壓強(qiáng)達(dá)10-16托量級(jí)目前看來是有可能的。 |
