Charakterystyka pomp dyfuzyjnych

Pompy dyfuzyjne są jednym z rodzajów pomp próżniowych. Ich działanie opiera się na zjawisku dyfuzji, w wyniku której strumień czynnika pompującego porywa ze sobą cząsteczki gazu, przenosząc je z obszaru pompowanego do obszaru próżni wstępnej. Podzielić je możemy na frakcjonujące, półfrakcjonujące oraz niefrakcjonujące. Wykorzystywane są w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, petrochemicznym.

Jak działają pompy dyfuzyjne?

Czynnikiem pompującym w pompach dyfuzyjnych jest najczęściej olej mineralny lub ciekła rtęć. Substancje te podgrzewa się to określonej temperatury wrzenia za pomocą elektrycznego grzejnika, uzyskując w ten sposób parę. Para z kolei pod dużym ciśnieniem kierowana jest w stronę układu dysz, które formują warstwę płynącą z dużą prędkością. Warstwa ta porywa ze sobą natrafiające na nią cząsteczki gazu, które następnie transportowane są w kierunku dolnej części pompy. W tym miejscu następuje zjawisko skroplenia czynnika pompującego, które ma miejsce na chłodnych ściankach pompy. Są one chłodzone przy użyciu zimnego powietrza lub za pomocą dodatkowego obiegu cieczy chłodzącej. Czynnik pompujący schłodzony do odpowiedniej temperatury wraca do grzejnika oraz trafia do ponownego obiegu. Na całym obszarze skraplania i ogrzewania czynnika pompującego utrzymywana jest próżnia wstępna, której tworzeniem zajmuje się dodatkowa pompa. Dzięki niej możliwe jest odsysanie gazów, które wcześniej zostały usunięte z obszaru próżni wysokiej oraz nadmiaru pary. Dystrybucją takich pomp zajmują się specjalistyczne firmy, takie jak np. przedsiębiorstwo Grados.

Jak zbudowane są pompy dyfuzyjne?

Pompy dyfuzyjne zbudowane są z różnej ilości dysz. W zależności od ich ilości pompy dyfuzyjne dzielimy na jednostopniowe, dwustopniowe lub trójstopniowe. Ostatni strumień, znajdujący się najbliżej wylotu do próżni wykonywany jest jako stopień eżektorowy. Dzięki takiemu postępowaniu pompa może funkcjonować także przy gorszej próżni wstępnej. Wymagana próżnia wstępna do prawidłowej pracy pompy dyfuzyjnej na ogół wynosi od 1 do 70 Pa dla pomp zasilanych olejem oraz do maksymalnie 2,6 Pa dla pomp rtęciowych. Przy wyższych wartościach ciśnienia panującego w próżni wstępnej pompa dyfuzyjna nie będzie bowiem działała. Pompy dyfuzyjne zasilane czynnikiem pompującym w postaci oleju dzielimy na frakcjonujące, półfrakcjonujące oraz pompy próżniowe niefrakcjonujące. Frakcjonowanie to proces polegający na rozdzieleniu oleju na różne frakcje, które między sobą różnią się temperaturą wrzenia. Frakcjonowanie sprzyja więc możliwości uzyskania wyższych próżni w pompie dyfuzyjnej.