تُعد مضخات الانتشار جزءًا أساسيًا من العديد من العمليات الصناعية، وخاصةً تلك التي تتطلب مستويات عالية من الفراغ. وقد أثبتت هذه المضخات كفاءتها وموثوقيتها مرارًا وتكرارًا. سنتعمق اليوم في تفاصيل مضخة الانتشار، ونستكشف كيفية عملها لتحقيق الفراغ المثالي.
تشتهر مضخات الانتشار بقدرتها على تحقيق مستويات فراغ عالية والحفاظ عليها بسرعة. تُستخدم عادةً في تطبيقات مثل تصنيع أشباه الموصلات، والطلاء الفراغي، وغرف محاكاة الفضاء. ولكن كيف تعمل؟
يتمحور مبدأ عمل مضخة الانتشار حول عملية الانتشار الجزيئي. وبعبارة أبسط، يشمل الانتشار انتقال الجزيئات من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض. وفي مضخات الانتشار، تتم العملية على مراحل.
١. التبخير: تُملأ مضخة الانتشار بسائل مُضخّ مناسب، عادةً ما يكون زيتًا منخفض الضغط البخاري، مثل السيليكون أو بولي فينيلين إيثر. تُستخدم ملفات كهربائية أو سخانات خارجية لتسخين السائل، مما يؤدي إلى تبخره وتكوين بخار عالي الضغط.
٢. الفوهة: توجد في أعلى مضخة الانتشار فوهة أو وحدة رش. صُممت هذه الفوهة لتوليد نفث بخاري فائق السرعة، وهو أمر أساسي لتشغيل المضخة.
٣. اصطدام النفث: ينطلق البخار النفاث فوق الصوتي إلى أسفل المضخة. عند اصطدامه بجزيئات غاز أبرد في المضخة، تتباعد هذه الجزيئات، مما يُكوّن منطقة فراغ موضعي عالي.
٤. منطقة الاحتجاز: تستمر جزيئات البخار في التصادم مع جزيئات الغاز، مما يُسبب تفاعلًا متسلسلًا في جميع أنحاء المضخة. تُنشئ هذه العملية منطقة احتجاز حيث يتم دفع جزيئات الغاز واحتجازها باستمرار، مما يؤدي إلى بيئة فراغية عالية.
٥. الحواجز: لمنع جزيئات الغاز من الانتشار مرة أخرى إلى حجرة التفريغ، تُجهّز مضخة الانتشار بسلسلة من الحواجز أو المصايد. تعمل هذه الحواجز كحاجز، مما يمنع الغاز المضخوخ من العودة.
تجدر الإشارة إلى أن كفاءة مضخة الانتشار تعتمد على عدة عوامل، مثل اختيار السائل المُضخّ، وتصميم الفوهة، ودرجة حرارة التشغيل. يجب معايرة كل معيار بعناية لتحقيق الأداء الأمثل.
في الآونة الأخيرة، ركزت التطورات في تكنولوجيا مضخات الانتشار على تحسين الكفاءة وتقليل الأثر البيئي. ويستكشف الباحثون سوائل مضخات بديلة ذات قدرة منخفضة على التسبب في الاحتباس الحراري وأقل سمية. صُممت هذه التطورات للحد من الأثر البيئي السلبي المرتبط بزيوت مضخات الانتشار التقليدية.
باختصار، تلعب مضخات الانتشار دورًا حيويًا في خلق مستويات فراغ عالية والحفاظ عليها في مختلف العمليات الصناعية. يتيح لنا فهم آلية عمل هذه المضخات فهم الآليات المعقدة اللازمة لتحقيق فراغ مثالي. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، نتوقع تحسينات إضافية في كفاءة مضخات الانتشار والاستدامة البيئية.
وقت النشر: 5 أغسطس 2023