图一:旋片泵的内部视图
正如真空泵可以被认为是真空炉的心脏一样,油是它的循环系统。油的选择和特性对于正确的熔炉操作至关重要。泵油在不同类型的泵中用途不同,甚至在同一泵中具有不同的功能。除了润滑之外,它还有助于为旋转叶片和其他湿式泵提供密封,并用作通过扩散泵中的动力学作用推动泵送气体的介质。
不同的泵油配方是专门为不同的泵应用设计的,必须仔细考虑油的选择。例如,典型的机油没有充分精炼,无法用于真空泵。它对化学侵蚀的抵抗力不足,并且含有可能对在真空炉中进行的过程有害的添加剂。
此外,必须考虑粘度。较低粘度的油用于较低的工作温度和较小的泵,中等粘度的油用于中型到大型泵。耐温性也很关键,因为许多泵在高温下运行,并且油必须针对这些温度进行额定。真空泵中使用的许多油根本不是传统油,而是由硅树脂或其他非烃类流体制成。
油蒸汽压力在所有真空泵中都很重要,因为油暴露在从腔室中抽出的气体中。如果油蒸气压力过高,暴露在真空中就会气化,蒸气会污染真空室(简称回流)。出于这个原因,蒸汽压力是决定泵可以达到的极限真空度的因素之一。
旋片泵使用一个偏心安装的转子,该转子包含两个或多个叶片,当转子转动时,这些叶片推动泵送的气体通过泵(图 1)。叶片在旋转时密封泵壳(定子),依靠泵油薄膜来帮助提供密封。
旋片泵中使用的油不仅为泵转子轴承提供润滑。它还必须: 在叶片和转子之间提供密封(“双密封”);在叶片尖端和定子之间产生密封;通过将热量传递到外壳来冷却定子;并为金属部件提供防腐蚀保护,使其免受泵送气体的影响。
专为旋转泵设计的油是蒸馏矿物油,其中氢原子已连接到链中的任何松散分子上。该过程称为加氢处理,可提供具有低蒸气压的强效稳定配方。对于真空泵可能暴露于泵送气体中携带的反应性或腐蚀性气体的应用,使用经过进一步处理以去除杂质的特殊工程油。
在存在高浓度氧气或其他化学反应性气体的情况下,建议使用高度惰性的人造润滑剂。这些全氟聚醚 (PFPE) 流体具有良好的耐温性,但不得暴露在 280°C 以上的温度下,此时它们会释放有毒蒸气。PFPE 流体可以以商品名 Fomblin (Solvay Solexis) 和 Krytox (Dupont) 获得。如果在化学腐蚀性环境中使用不正确的油,它会分解并留下焦油状残留物,堵塞内部通道并导致泵过热和润滑不足导致故障。
不同的泵使用不同的真空泵油配方。油的化学成分和特性必须与泵的类型及其运行条件相匹配。
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