Диффузионные насосы (паромасляные насосы) - конструкция, принцип работы

---

Диффузионные насосы относятся к высоковакуумным молекулярным насосам, в качестве рабочей жидкости используются вакуумные масла или эфиры. (Классификация)
Диффузионный насос используется в паре с масляным форвакуумным насосом. Форвакуумный насос необходим для предварительной откачки и для эвакуации откачиваемого газа с выхлопного патрубка диффузионного вакуумного насоса. Диффузионному вакуумному насосу необходимо водяное охлаждение (маленькие модели могут иметь воздушное охлаждение). Выпускаются диффузионные насосы как с невысокой быстротой действия (~ 250-200 л/с), так и огромные, с высокой скоростью откачки (130000-150000 л/c), для больших вакуумных объемов. Диффузионные насосы - самые дешевые из высоковакуумных насосов и широко распространены в промышленности. Как правило используются с ловушками, охлаждаемыми жидким азотом, которые уменьшают диффузию паров рабочей жидкости в вакуумную систему.

---

Недостатки:
- диффузия паров рабочей жидкости в вакуумную систему;
- для начала работы диффузионный насос необходимо прогреть, а после завершения откачки - охладить, этот процесс для больших насосов может занимать 1.5-2 часа каждый;
- падение быстроты откачки вблизи стартовых давлений (в этом диапазоне газовая нагрузка ограничена);
- диффузионный насос может работать только в вертикальном положении;
- тепловые датчики, расположенные вблизи выхлопного порта диффузионного насоса, являются расходным материалом вследствие образования масляной пленки на чувствительных элементах;
- окисление вакуумного масла при попадании атмосферы в разогретый насос (не окисляются только силиконовые масла FT702, FT704, FT705);

Достоинства:
- диффузионные насосы не имеют подвижных частей, которые могут изнашиваться;
- большой ресурс;
- диффузионный насос - самый дешевый из высоковакуумных;
- производительность: от малых до промышленных (от 100 до 130000 л/с);
- лучший вариант, если не страшны пары масла в вакуумной системе;
- универсальность применения;

Диффузионный насос (паромасляный насос) состоит из корпуса цилиндрической формы с глухим днищем. На внешней стороне корпуса закреплена рубашка охлаждения. В корпусе насоса размещается система паропроводов с соплами, которая состоит из нескольких ступеней откачки. В насос заливается рабочая жидкость (вакуумное масло или эфир), количество должно соответствовать модели насоса. Снизу днища размещен нагреватель для разогрева рабочей жидкости.

Диффузионные насосы можно купить в НПФ "АВАКС"
Все диффузионные насосы насосы	Диффузионные насосы KT	Диффузионные насосы НД

Рабочий режим диффузионного насоса - с прогретым до рабочей температуры вакуумным маслом. Разогретые пары вакуумного масла поднимаются по паропроводам до сопел и истекают из них с высокой скоростью. Сопла выполнены таким образом, что кольцевая струя истекающего из сопла пара направлена под углом вниз. Принцип работы диффузионного насоса заключается в увлечении газа этой струей пара. Механизмы "транспортировки" откачиваемого газа струей пара зависят от давления на входном фланце насоса. Первый механизм - вязкостный, действует при относительно высоком давлении откачиваемого газа. При этом откачиваемый газ увлекается струей пара за счет внутреннего трения. Кроме того, перенос усиливается за счет турбулентности струи пара в пограничной области. Когда давление откачиваемой среды уменьшается вязкостный механизм становится неэффективен. Далее действует диффузионный механизм - молекулы откачиваемой среды со входа насоса проникают в струю и двигаются вместе с ней к стенкам корпуса.
И при вязкостном, и при диффузионном механизме транспортировки паровая струя с захваченным газом попадает на охлаждаемую стенку корпуса. Пар конденсируется на стенке холодного корпуса. Сконденсированная рабочая жидкость стекает вниз, чтобы прогреться и принять участие в следующих циклах захвата. Захваченный газ при конденсации испаряется, но оказывается ниже парового "зонтика". Паровая струя является своеобразным затвором: молекулы, летящие в направлении паровой струю сталкиваются с молекулами пара и в силу значительной разницы в скорости и массе получают импульс, направленный в сторону днища и стенок корпуса насоса под паровой струей. Обычно насос имеет несколько диффузионных ступеней. В результате откачиваемый газ, скопившийся у выхлопного порта, откачивается форвакуумным насосом. Если давление откачиваемого под паровой струей превысит критическое, произойдет срыв паровой струи и откачка прекратится - таким образом, максимально допустимое давление на выхлопном патрубке диффузионного насоса является очень важным параметром.

Конструкция и принцип работы диффузионного (паромасляного) насоса:

1 - корпус насоса; 2 - система паропроводов; 3 - впускной фланец; 4 - выхлопной фланец (для присоединения форвакуумного насоса); 5 - нагреватель; 6 - рабочая жидкость; 7 - рубашка охлаждения; 8 - паровая струя; 9 - пары нагретого масла; 10 - здесь происходит захват молекул откачиваемой среды.

• Все паромасляные насосы
• ВСЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ

• Принцип действия вакуумных насосов
• Типы вакуумных насосов
• Вакуумные насосы: вопроc-ответ (FAQ)
• Расчет времени откачки форвакуумного насоса