扩散泵的加热功率不属于泵的主要性能指标,但它对于泵的使用性能和比功耗关系很大。扩散泵的每一项性能指标,都对应一个最佳的加热功率值。不同的工作液和抽出的不同种类的气体,加热功率最佳值也不一样。
1.加热功率与抽速的关系
如果加热功率小于最佳值,蒸气射流速度和密度不够大,被抽气体容易反扩散,因而抽速较小。如果加热功率超过最佳值,蒸气射流密度过大,被抽气体不易往蒸气流中扩散,蒸气流速度过大,撞击到泵壁上来不及冷凝而反溅射,再加上油蒸气热分解形成的无规则运动,都会使油速减小。对于质量较轻的气体,反扩散较严重,需要较大的蒸气流密度来防止反扩散,因而抽速峰值移向加热功率较大的方向。
2.加热功率与极限压力的关系
加热功率过大,油蒸气热分解加重,反油率变大,使极限压力上升。加热功率过小,油蒸气边界层分子无规则热运动量增加,造成返流加大,也会使极限压力升高。因此有个加热功率的最佳值。
3.加热功率与出口压力和返油率的关系
扩散泵的出口压力主要靠泵的最后一级(或喷射级)喷嘴喷出的蒸气射流的速度和密度来实现,加热功率大,则蒸气射流的密度和速度都加大,射流的强度增高,耐压能力增强,因此泵出口压力随加热功率单值上升。
前面已经提到加热功率对返油率的影响,对于已经调整好顶喷嘴间隙的泵,可调整加热功率,使返油率达到最低值。调整顶喷嘴间隙,返油率随加热功率变化,间隙愈小,返油率愈小,且分别有最佳加热功率值。
4.调整泵加热功率的方法
扩散泵生产厂家和用户都希望泵在最佳功率下工作,这时蒸气流的速度和密度最理想,从而能使泵的抽速最大,极限压力最低,返油率最低等。想要同时满足这些条件是很难办到的,泵的用户可根据需要调整加热功率。如果没有特殊需要,通常都是从极限压力这个角度人手来调整加热功率。
调整泵加热功率的方法是:在泵的加热器上接一自耦变压器,再接一功率表,或串联一电流表,并联一电压表(电流表量程视加热功率大小而定)。把泵抽至极限压力后,调加热电压,使极限压力降低,等稳定后,记下电离真空计指示的最小极限压力时的加热功率数值(或此时电流电压值的乘积),即可认为是加热功率的最佳值。这种方法是很粗糙的,但对工程使用来说是简单而方便的。