Такие насосы принадлежат к агрегатам, создающим высоковакуумное давление. Описание диффузионного насоса приведено на примере четырёхступенчатого устройства, в котором подробно описаны функциональные возможности и особенности строения таких насосов. Все процесс начинается в нагревательной камере, где ТЭН доводит находящуюся в ней жидкость до парообразного состояния. Пар накапливается, создавая при этом необходимое давление, под которым он поднимается в паровом трубопроводе и попадает в кольцевой зазор сопл первой, второй и третьей ступеней откачки. В тоже время пар попадает и в цилиндрическое эжекторное сопло. Когда пар проходит по соплу, он теряет свою движущую силу и плотность молекул, вследствие чего образовавшаяся струя становится шире и направляется на заранее охлаждённую стену корпуса насоса. Таким образом, пары конденсируются в капли и стекают обратно в нагревательную камеру, после чего процесс повторяется.
Навигация:
Диффузионный насос
Принцип работы
Благодаря вышеописанной работе парогенерации, поток газовых молекул, который двигается в противоположном направлении, сталкивается с частицами пара и проникает в них. В итоге получается, что в процессе конденсации газ отделяется и выводится с насоса наружу. Благодаря тому, что инерция струи пара больше встречной инерции молекул газа, первая не изменяет своё направление, блокируя при этом попадания газов в область низкого давления. В этом процессе заложен смысл откачки газа через выхлопной патрубок и такой метод полностью исключает остаточный уровень газовых молекул в обрабатываемой среде.
Кинетическая энергия струи пара имеет ограниченную силу, что подразумевает возможные сбои в работе системы, в случае, если давление газа окажется выше дозволенного. Чтобы избежать такого явления, в агрегатах, где сила перекачиваемой среды превышает техническую возможность диффузионного насоса, предусмотрена установка нескольких устройств, подключённых последовательно.
Работа насоса изнутри
Для поддержания необходимого давления на выходе в рабочей области насоса сделаны несколько ступеней для обработки откачного воздуха:
- Верхняя ступень. При максимально низком давлении срыва струи, создаётся её предельная плотность, благодаря большому сечению сопла, что создаёт очень быструю скорость откачки;
- Более высокая сила срыва потока имеет скорость откачки, необходимую для того, чтобы обеспечить давление под 1-ой ступенькой, пониже давления срыва потока;
- Самое высокое давление, примерно 10 Па сосредотачивается у основания сопла. Инструментом для производства такого давления является эжекторная ступень;
Так как диффузионный насос выдаёт очень высокое давление, то после него устанавливается форвакуумный агрегат, который стабилизирует уровень сжатия перекачиваемого воздуха. Но в некоторых случаях работа подобных насосов, даже с применением форвакуумного не всегда сопровождается полной откачкой созданного избыточного давления, что приводит к снижению пропускной способности диффузионного насоса. Для устранения этой проблемы применяют бустерные насосы, которые устанавливают в связку с остальными. Помимо решения вопроса с остаточным давлением, немаловажным фактом является выбор вакуумного масла, которое должно быть в соответствии со следующими критериями:
- Минимум эластичности пара (при комнатной температуре);
- Максимум эластичности пара (при рабочей температуре в нагревателе);
- Стойкость к распаду под действием нагрева повышает стойкость рабочей воды и наибольшее выхлопное давление;
- Отсутствие восприимчивости к разложению газов, что повышает противоположную струю молекул газа при помощи сопла;
- Химическая стойкость к откачиваемым газам и веществам насоса характеризует надежность рабочей жидкости и устанавливает подбор субстанций;
- Небольшое тепло парообразования. При этом нужна минимальная производительность ТЭНа;
Минимальная эластичность паров (комнатная температура) нужна с целью свершения наименьшего предельного давления. Наибольшее влияние паров (при рабочей температуре ТЭНа) порождает выхлопное давление, сокращает необходимую силу подогревателя.
В насосах рабочей жидкостью возможно считать:
- Вредную ртуть применяют только лишь при откачке ртутных конструкций;
- Дешевые натуральные масла (чаще всего используются);
- Дорогие эфирные спирты и кислоты используются в режимах, где нужно иметь высокий вакуум;
- Кремнийорганические компоновки применяются в режимах, где совершается многократное напускание наружной атмосферы;
Применение диффузионных насосов
За счёт собственной плодотворной особенности, конструкция гарантирует огромную скорость откачивания. Примяняется почти во всех индустриальных областях:
- Спецплавка крепких металлов;
- Создание электрических приборов и схем электроники;
- Запаковывание продуктов и жидкостей;
- Проведение раскопок;
- Переработка древесины и изготовка бумаги;
- Испытание частей и компонентов авиакосмических агрегатов в условиях низкого давления;
- Хранение препаратов и частей в медицине;
Диффузионный насос в работе
Паромасляный насос
Главным средством откачки передовых индустриальных напылительных установок продолжают оставаться паромасляные агрегаты. Служба паромасляного насоса будет сопровождаться постоянным перемещением паров рабочей воды из насоса в вакуум.
Традиционно распознают низкий, обычный и высокий уровень вакуума. Низкий вакуум подходит остаточному давлению в системе больше 1-10 Па, при среднем вакууме остаточное давление равняется 1 10 Па, при высоком давлении показатель ниже 1 10 Па. В основной массе адсорбционных систем в конце стадии восстановления остаточное давление в системе равно 10 Па. Традиционно, система вакуумирования состоит из 2-ух ступенек, подготовительная откачка исполняется масляным ротационным агрегатом, высокий вакуум достигается с поддержкою ртутного либо паромасляного диффузионного насоса. Только в единичных вариантах учтены средства (к примеру, адсорбционные насосы), дозволяющие добиться сверхвысокого вакуума.
Паромасляный насос
Для создания потока, рабочая жидкость (ртуть, масло), сосредоточенная в особом резервуаре, подогревается благодаря ТЭНу. Пар рабочей воды проходит чрез узенькое сопло, где добивается скорости, нужной для действенного захвата молекул. Пройдя процесс исполнения данной функции, пары конденсируются на охладителе, обрабатываемый холодной водой. Конденсирующиеся капельки стекают в отсек для жидкости, в котором опять проистекает ее парообразование. Диффузный насос в отсутствии вспомогательных средств действует при давлении на месте выхлопа 5*10-10 мм рт.ст. для паромасляных агрегатов и приблизительно 0,4—1,2 мм рт.ст. для ртутных устройств. Выпускное влияние обязано существовать условно неизменным во времени и никак не выходить из границ, показанных в руководстве пользователя.
Вакуумный насос
Определение вакуума заключается в том, что это газообразное состояние при невысоком давлении. Понятие «вакуум» можно применять как к газу в свободной среде, так и в откачном состоянии. Распознают некоторое количество режимов вакуума: низкий – с областью давления p больше 90 Па, обычный – с областью давления более 0,2 Па и менее 90, высокий – с областью давления от 10-5 Па по 0,2 Па, а еще очень высокий вакуум с давлением больше чем 10-5 Па. На сегодняшний день простым агрегатом, производящим вакуумную среду, считается вакуумный насос. И что примечательно, современный прогресс и развитие технологий производства вакуума никак не считается трудной задачей. Потому, все чаще вакуумное оснащение используют в производстве и в разных индустриальных секторах экономики.
Вакуум насос
К высоковакуумной аппаратуре можно отнести следующие насосы: пароструйные агрегаты (ртутные и масляные) и турбированные молекулярные насосы. Насосы на молекулярной технологии исполняют откачку благодаря передаче молекулам газа количества движения от первоначальной, водянистой либо парообразной быстро передвигающейся плоскости. Для обеспечения откачки избыточного давления в таких насосах используют дополнительные агрегаты, которые гасят лишнее давление (форвакуумные насосы).
