Pompy dyfuzyjne i ich zastosowanie

Do wytwarzania podciśnienia wykorzystuje się rozmaite pompy próżniowe. W zależności od warunków, w jakich ma pracować urządzenie oraz wymaganych parametrów procesu, stosowane są urządzenia o rozmaitej konstrukcji. Jednym z najczęściej wykorzystywanych rodzajów urządzeń próżniowych są pompy z medium porywającym, do których należą właśnie pompy dyfuzyjne.

Próżniowe pompy dyfuzyjne dzielimy na olejowe i rtęciowe, w zależności od tego, którą z tych substancji stosuje się w charakterze czynnika pompującego – wyjaśnia nasz rozmówca z  firmy Edwards, zajmującej się produkcją przemysłowych systemów próżniowych i ich dystrybucją na cały świat.

Jak działa pompa dyfuzyjna?

Czynnik pompujący, czyli rtęć lub olej mineralny, podgrzewany jest  do temperatury wrzenia za pomocą elektrycznego grzejnika. Następnie, powstała w ten sposób para kierowana jest pod wysokim ciśnieniem do układu dysz, które z kolei formują z niej mocny strumień. Kiedy strumień czynnika pompującego napotyka na swojej drodze cząsteczki gazu, porywa je i transportuje w dolną część urządzenia. Ściany tej części pompy są chłodzone przez powietrze albo dodatkowy obieg cieczy chłodzącej, w związku z czym czynnik ulega tu skropleniu, by wrócić do grzejnika i po raz kolejny przejść cały obieg. W całym obszarze skraplania i ogrzewania czynnika pompującego panuje próżnia wstępna, którą uzyskuje się dzięki pracy dodatkowej pompy o innej konstrukcji. Dzięki temu możliwe jest usunięcie nadmiaru par powstałych z czynnika i odessanie gazów usuniętych wcześniej z obszaru wysokiej próżni.

Możliwości i zastosowanie pomp dyfuzyjnych

Wynalezienie pompy dyfuzyjnej było odpowiedzią na potrzebę stworzenia urządzenia, które pozwoli na uzyskanie wysokiej próżni. Oznacza to, że urządzenia dyfuzyjne są jedną z najdoskonalszych pomp stosowanych w technice próżniowej. Przy stosowaniu podstawowych modeli pomp dyfuzyjnych możliwe jest uzyskanie ciśnienia 10 ^-3 - 10 ^-5 Pa, a nawet niższego. Warto jednak pamiętać, że na jakość efektów pracy urządzenia dyfuzyjnego wpływa bezpośrednio jakość próżni wstępnej, ponieważ utlenienie czynnika pompującego pogarsza parametry pompy. Nowoczesne pompy dyfuzyjne bardzo często wypierają próżniowe urządzenia jonowe i turbomolekularne.  Ich popularność wynika nie tylko z bardzo dobrych parametrów, ale także świetnej odporności, co przekłada się na długą i bezawaryjną pracę. Pompy próżniowe dyfuzyjne są też łatwe w obsłudze i konserwacji. Przykładowym miejscem zastosowania pomp dyfuzyjnych są spektrometry gazowe. Urządzenia o takiej konstrukcji, np. pompy Diffstak, wykorzystywane są również w napylaniu warstw, analizie gazów i w systemach UHV. Próżniowe pompy dyfuzyjne używane są również w przemyśle metalurgicznym, a także w procesach suszenia, destylacji, metalizacji i odgazowywania.