Там, где требуется создать глубокий вакуум, применяют диффузионные насосы. Существует много сфер деятельности, в которых требуется сверхнизкое отрицательное давление, например, при выполнении лабораторных испытаний или проведении особо важных технологических процессов с различными материалами. Особенность работы такого насоса состоит в том, что в нем нет никаких вращающихся деталей, которые могли бы стать помехой. Идеально себя зарекомендовал как аппарат, с помощью которого можно создавать давление до 10-13 мм рт. ст. Как правило, при таких уровнях повышается и температура, которая может достигать 450 °С. Поэтому в конструкции не используются пористые резиновые и силиконовые уплотнения.
Содержание:
- Насос диффузионный паромасляный - особенности устройства
- Как работает диффузионный насос
- Разновидности рабочих жидкостей для насоса
- Область применения вакуумных диффузионных насосов
Насос диффузионный паромасляный - особенности устройства
Диффузионным насосом паромасляным называется установка, в которой происходит всасывание не за счет создаваемой всасывающей силы от винтов и крыльчаток. Он работает совершенно по иному принципу. В качестве движущих частиц выступает пар, который увлекает за собой молекулы газа. Соответственно, у такого устройства совершенно иная конструкция, отличная от обычных вихревых, циркуляционных и любых других.
Насос диффузионный паромасляный - особенности устройства
Конструктивно он выглядит следующим образом:
- Имеется корпус, который также является емкостью для рабочей жидкости.
- Корпус разделен на две части. В нижней находится жидкость, в качестве которой может быть ртуть или масло. Соответственно, в паромасляных моделях это масло.
- В дне емкости находится нагревательный элемент. Как правило, это ТЭН, который подогревает мало до 250 °С.
- В верхней части имеется эжектор с соплом, направленным на боковые стенки емкости.
- Снаружи цилиндрического корпуса имеется система охлаждения, выполнения в виде опоясывающего змеевика. По нему циркулирует вода или хладогент в зависимости от требований.
- Впускное отверстие для газа находится в верхней части корпуса.
- Над верхним соплом располагается медный диск, который служит отражателем пара. Он необходим для того, чтобы исключить попадание несконденсированного пара в вакуум.
- Выпускное располагается в нижней, выше уровня рабочей жидкости.
- На выходе устанавливается сепаратор для удаления масла из откачиваемого воздуха или газа.
Как работает диффузионный насос
Как работает диффузионный насос
Диффузионный насос имеет достаточно простой принцип действия, который заключается на процессе диффузии молекул газа и масляных испарений. Работает аппарат следующим образом:
- В нормальном состоянии рабочая жидкость находится на дне. Когда она прогревается до температуры кипения, начинается обильное парообразование.
- Пар поднимается вверх, так как легче воздуха.
- Так как стенки значительно холоднее пара, он начинает конденсироваться в жидкость.
- В момент, когда пар начинает переходить в жидкое состояние, то есть, связывается, происходит захватывание молекул газа, которые увлекаются в зону пониженного давления.
- Из нее остается только один выход через выходной патрубок, специальный отвод из нижней части корпуса насоса.
В общем исполнении он выглядит именно так, но может отличаться. Если требуется создать еще более глубокий вакуум, то применяется вторая ступень, которая может быть также интегрирована в самом корпусе. Тогда они располагаются друг над другом. Пар поднимается вверх по специальному отверстию в соплах и проходит до следующей ступени.
Разновидности рабочих жидкостей для насоса
В качестве рабочей жидкости может использоваться не только ртуть и масло. Также для решения особо важных задач, где наличие масляных испарений в газе чревато погрешностями или ухудшением качества продукта, применяется полифениловый эфир. Они характеризуются давлением пара, которое находится в пределах от 8 до 10 Па при нормальных условиях.
Разновидности рабочих жидкостей для насоса
При выборе жидкости для работы диффузионного насоса необходимо учитывать давление и температуру перехода ее в парообразное состояние. При несоблюдении требований она может не переходить в пар, а разлагаться на составляющие компоненты, что чревато последствиями в виде попадания частиц в вакуум. Решение этой проблемы было достигнуто установкой специального отражателя над самым верхним соплом в многоступенчатых моделях.
Такой показатель, как расход масла, был снижен в 3000 раз, но использование отражателя привело к снижению производительности. В самых эффективных моделях, которые не засоряют вакуум испарениями масла, она составляет от 100 до 6000 л/сек в зависимости от конструкции и количества ступеней. Например, модель Н 8Т советского производства обеспечивает максимальную скорость из указанного предела. Также имеются зарубежные модели, которые способны откачивать со скоростью до 14 тыс. л/сек. В таких, в качестве жидкости для охлаждения, применяется азот. Подобные агрегаты характеризуются большим энергопотреблением.
Область применения вакуумных диффузионных насосов
Область применения вакуумных диффузионных насосов
Использование вакуумных диффузионных насосов обусловлено их большой скоростью откачки. Поэтому они нашли себе применение там, где требуется быстро откачать газ или воздух из больших по размеру емкостей. Целесообразно их установить в сушильных камерах, чтобы существенно сократить затраты времени на достижение требуемого значения вакуума. Они применяются там, где необходимо создать давление до 10-13 мм рт. ст.