真空處理系統里的油擴散泵是借著高速蒸汽射流來攜帶氣體以達到抽氣的目的，它用于高真空區域工作，其工作壓強范圍是10-2～10-6pa。油蒸汽從傘形噴咀(如I級噴咀)以超音速噴出后，其速度逐漸增大，壓力及密度逐漸降低。

1、油擴散泵的概述：油擴散泵的工作原理與水蒸汽噴射泵相似，也是靠高速蒸汽射流來攜帶氣體以達到抽真空的目的，所以會有水蒸汽噴射泵相似的特點。不一樣的一點是擴散泵工作在高真空區域，是獲得高真空的主要設備。其工作壓強范圍為10-2～10-6pa。廣泛用于真空冶煉、真空鍍膜、空間模擬試驗和對油污染不敏感的一些真空系統中。

2、油擴散泵的工作原理與結構：當油蒸汽從傘形噴咀(如I級噴咀)以超音速噴射出來后，它的速度越來越快，壓力及密度慢慢降低，噴射流上邊的被抽氣體A因密度差要向蒸汽射流中擴散并被射流攜帶到水冷的泵壁處B，在B處，工作蒸汽大部分被冷凝成油滴沿泵壁流回到油鍋中循環利用，而被抽氣體在B處堆積、壓縮，最后被下級射流攜帶走，這樣就可以逐級壓縮，最后被前級泵抽走。其抽速特性曲線如圖所示。

3、油擴散泵的發展歷程：歷史1915年，德國物理學家W.蓋得發表了他研究的擴散泵報告。1916年，美國人I.朗繆爾制成泵壁帶有冷卻系統的冷凝泵。這些泵以汞蒸氣為工作介質，并且可以最終獲得10-5帕的真空。1928年,英國人C.D.伯爾奇發現高沸點的石油衍生物。1936年，C.D.希克曼等人制成人工合成油。這兩種油在室溫下的飽和蒸氣壓都非常低，從而取代了汞作為擴散泵的工作液。從此油擴散泵在高真空領域的工業生產和科學試驗中就逐漸普遍使用，并打下了高真空技術的基礎。1960年代開始，油擴散泵又有了新的改變。

主要的改進是：

①泵的材料采用放氣量微小的不銹鋼。

②采用飽和蒸氣壓很低、熱穩定性好的油如聚苯醚和硅油作泵的工作液。

③改變結構，新款的油擴散泵在泵的進氣口法蘭不變和不過分增大泵的外形尺寸條件下，在法蘭下部突出地擴大泵腔的斷面，其抽氣速率可增大20～40％。如在此裝設一個大直徑擴散噴嘴和液氮冷卻的大直徑擋油帽等等。該泵可有通常泵（指沒有擴大泵腔斷面的泵）的抽氣速率，并比較徹底地克服了泵的返油而獲得低于10-8帕清潔超高空。因此,油擴散泵在清潔超高真空的工業生產和科學試驗中又取得重要的地位。

4、結構和擴散泵工作原理油擴散泵主要由泵體、擴散噴嘴、蒸氣導管、油鍋、加熱器、擴散器、冷卻系統和噴射噴嘴等部分組成（見圖）。當油擴散泵用前級泵預抽到低于1帕真空時,油鍋可開始加熱。沸騰時噴嘴噴出高速的蒸氣流，熱運動的氣體分子擴散到蒸氣流中，與定向運動的油蒸氣分子碰撞。氣體分子因此而獲得動量，產生和油蒸氣分子運動方向相同的定向流動。到前級，油蒸氣被冷凝，釋出氣體分子，即被前級泵抽走而達到抽氣目的。真空泵油的蒸氣壓力直接影響到泵的真空性能。但是油擴散泵所用的任何泵油，都是蒸氣壓不同的多組分的混合物。

因此，要提高油擴散泵的抽氣和真空性能，泵在工作中自身還要對泵油進行分餾和凈化。分餾目的是使高蒸氣壓組分的油不進入高真空工作噴嘴（高真空端的噴嘴）；凈化目的是使高蒸氣壓組分的油在工作過程中不斷為前級泵所抽除，使真空油逐漸趨于純凈。泵油分餾主要是利用泵油各組分的蒸發溫度不同，使它們分別在不同的鍋爐面積上蒸發。當工作后冷凝回流的泵油流到有保溫罩部分的泵壁時，油即得到預加熱，隨即流到油鍋周邊,經鍋底環形加熱器加熱,輕餾分的油達到蒸發溫度便在外層蒸發而進入低真空工作噴嘴——靠近前級泵的噴嘴；未能蒸發的某些輕餾分油也是因為比重較其他餾分油小而浮到油面上。

由于外層蒸氣導管的限制，這部分餾分蒸發后仍進入低真空工作噴嘴。重餾分的油在外層蒸氣導管中因未達到蒸發溫度而未蒸發，所以從外層由鍋底間的縫隙流到油鍋中心蒸發，進入高真空工作噴嘴。輕、重餾分的油蒸氣這樣分道供給低真空工作噴嘴和高真空工作噴嘴這一個過程叫做分餾。

從噴射噴嘴噴出的油蒸氣在前級得不到充分的冷卻，蒸氣中的輕餾分即未能完全冷凝而被前級泵抽除。這樣循環工作，泵油中的輕餾分就越來越少，重餾分的比例也就越來越大，泵油便逐漸趨于純凈。這一過程叫做凈化。泵油的分餾和凈化，對提高泵的極限真空有重要作用。

5、擴散泵油在泵結構一定和無漏氣的前提下，油擴散泵的抽氣特性和極限真空主要是看泵油的性能。泵油種類很多，表為幾類主要泵油及其特性。擴散泵油被電爐加熱的時候，產生油蒸氣順著導流管經過傘形噴嘴向下面噴出。

因為噴嘴外面有機械泵提供的真空（Pa），故油蒸氣流可噴出一長段距離，構成一個向出氣口方向運動的射流。射流最后碰上由冷卻水冷卻的泵壁凝結為液體流回蒸發器，即靠油的蒸發噴射凝結重復循環來實現抽氣。由進氣口進入泵內的氣體分子一旦落入蒸氣流中便獲得向下運動的動量向下飛去。由于射流具有高流速（約200m/s），高的蒸氣密度，且擴散泵油分子量大（300～500），故能有效地帶走氣體分子。氣體分子被帶往出口處再由機械泵抽走。

6、油擴散泵的維護和保養

（1）油擴散泵安裝時要垂直放置，使泵內泵芯部件處于正常工作狀態。各橡膠密封處應密封可靠。

（2）油擴散泵加熱前必須保證冷卻水暢通，泵內處于約1帕的真空狀態下才可以加熱。

（3）油擴散泵停止工作時，泵內應避免放入大氣，以延長泵油壽命并減少泵油的吸氣量，特別應禁止泵剛停止工作尚未冷卻就放入大氣，以免泵油氧化。

（4）油擴散泵長期存放，最好抽成真空，以防止泵油污染和各零件腐蝕，并應吹凈冷卻水管和水套的余水。

（5）被抽氣體應是干燥，無腐蝕，無灰塵的室溫狀態下的氣體。

（6）泵正常工作時性能突然變壞，應檢查加熱器是否短路、斷路，以及三相電流是否平衡。

（7）在長期工作后，泵性能逐漸變壞，應檢查油量是否減少或氧化，以便增添油量或清洗后烘干換新油。

（8）一次裝卸后，如果性能還是上不去，就要檢查是否密封可靠或者裝配不當。

（9）在操作過程中，應注意擴散泵的前級機械泵的工作是否正常，一般機械泵的極限壓力應比泵前級壓力低于一個數量級，當機械泵性能變壞后直接影響油擴散泵的正常工作。

（10）對用泵芯采用拉申旋壓形成的中小型泵，第一級噴嘴帽輕輕旋緊，應防泵芯受重壓變形。