Дифузионните помпи са съществен компонент в много промишлени процеси, особено в тези, които изискват високи нива на вакуум. Тези помпи са доказали своята ефективност и надеждност многократно. Днес ще се потопим задълбочено във вътрешния механизъм на дифузионната помпа и ще разгледаме как тя работи, за да създаде перфектния вакуум.
Дифузионните помпи са известни със способността си бързо да постигат и поддържат високи нива на вакуум. Те се използват често в приложения като производство на полупроводници, вакуумно покритие и камери за космическо симулиране. Но как работят?
Принципът на работа на дифузионната помпа се основава на процеса на молекулярна дифузия. Казано по-просто, дифузията включва движението на молекули от област с висока концентрация към област с ниска концентрация. При дифузионните помпи процесът протича на етапи.
1. Изпаряване: Дифузионната помпа се пълни с подходяща изпомпвана течност, обикновено масло с ниско налягане на парите, като силикон или полифениленов етер. Използват се електрически намотки или външни нагреватели за нагряване на течността, което води до нейното изпаряване и образуване на пара под високо налягане.
2. Дюза: В горната част на дифузионната помпа има дюза или разпръскващ възел. Тази дюза е проектирана да създава свръхзвукова струя пара, която е от съществено значение за работата на помпата.
3. Сблъсък на струя: Свръхзвуковата струя пара се изстрелва надолу към дъното на помпата. Когато се сблъска с по-хладни газови молекули в помпата, те се раздалечават, създавайки област с локализиран висок вакуум.
4. Зона на улавяне: Парните молекули продължават да се сблъскват с газовите молекули, причинявайки верижна реакция в цялата помпа. Този процес създава зона на улавяне, където газовите молекули непрекъснато се избутват и задържат, което води до среда с висок вакуум.
5. Прегради: За да се предотврати дифузията на газовите молекули обратно във вакуумната камера, дифузионната помпа е оборудвана с поредица от прегради или капани. Тези прегради действат като бариера, като ефективно предотвратяват връщането на изпомпвания газ.
Струва си да се отбележи, че ефективността на дифузионната помпа зависи от няколко фактора, като например избора на изпомпвана течност, дизайна на дюзата и работната температура. Всеки параметър трябва да бъде внимателно калибриран за оптимална производителност.
В последните новини, напредъкът в технологията на дифузионните помпи се фокусира върху подобряване на ефективността и намаляване на въздействието върху околната среда. Изследователите проучват алтернативни течности за помпи, които имат най-малък потенциал за глобално затопляне и са по-малко токсични. Тези подобрения са предназначени да смекчат отрицателния екологичен отпечатък, свързан с традиционните масла за дифузионни помпи.
Като цяло, дифузионните помпи играят жизненоважна роля в създаването и поддържането на високи нива на вакуум в различни промишлени процеси. Разбирането на начина, по който работят тези помпи, ни позволява да добием представа за сложните механизми, участващи в постигането на перфектен вакуум. С развитието на технологията можем да очакваме по-нататъшни подобрения в ефективността на дифузионните помпи и екологичната устойчивост.
Време на публикуване: 05.08.2023 г.