Difuzijska pumpa
Difuzijske pumpe koriste parne mlaznice velike brzine za gasnih molekula, neposredno kroz mlaznice pare koje prolaze dalje kroz kućište na zadnji deo pumpe i kroz ispust u odvod. Volfgang Gaede ih je prikazao 1915. pomoću živine pare. One su bile prvi tipovi visoko vakuumskih pumpi koje su funkcionisale u režimu slobodnog molekularnog protoka, gde kretanje gasnih molekula može biti razumljivije kod raspršivanja, nego kod konvencionalne dinamike tečnosti. Gaede je koristio ime difuzijska pumpa pre njene konstrukcije, na osnovu pronalaska da se gas ne može raspršivati, nasuprot pare koja struji. Međutim, princip rada može biti tačnije opisan kao gasno-mlazna pumpa. Raspršivanje, takođe, ima ulogu u drugim velikim vakuumskim pumpama. U modernim udžbenicima, difuzijska pumpa je kategorizovana kao trenutno prenosna pumpa. Difuzijska pumpa je široko primenjena, u oba sektora: industriji i istraživanju. Najsavremenije difuzijske pumpe koriste silikonsko ulje kao radni medijum. Sesil Redžinald Burh je otkrio 1928. g. mogućnost korišćenja silikonskog ulja.
Uljne difuzijske pumpe[uredi | uredi izvor]
Uljna difuzijska pumpa funkcioniše pomoću ulja niskog pritiska pri isparavanju. Njena svrha je postići viši vakuum (donji pritisak) nego što je moguće za korišćenje pumpi. Iako je njeno korišćenje bilo uglavnom povezano u sklopu visoko-vakuumskih raspona, difuzijske pumpe danas mogu proizvesti pritiske približno 10-10 mbar, nakon ispravnog korišćenja sa modernom i dodatnom opremom. Primene difuzijskih pumpi za vrlo visoke vakuume koriste se pri velikim brzinama pumpanja u svim gasovima, a pritom su niski troškovi po jedinici. Difuzijske pumpe ne mogu neposredno ispustiti u atmosferu gas, tako se mehanički prednji deo pumpe po pravilu koristi za održavanje izlaznog pritiska oko 0.1 mbar-a.
Kroz mlaznicu fluid teče velikom brzinom i pritom ključa te se tako stvara para u sklopu mlaznice. Treba imati na umu da je ulje gasno kada se unosi u mlaznicu. Unutar mlaznica, protok se menja od laminarnog, prema nadzvučnom i molekularanom. Često se različite mlaznice koriste u serijama za povećanje rada pumpe. Difuzijske pumpe se spolja hlade vazduhom ili vodom. Para se kondenzuje i obnavlja i zatim vraća u bojler. Gasovi u pumpi teku prema dnu, gde se povećava pritisak gasova. Za razliku od turbomolekularnih pumpi, difuzijske pumpe nemaju pokretne delove te kao takve su veoma izdržive i sigurne. Difuzijske pumpe mogu raditi na pritiscima između 10-10 i 10-2 mbar- a. One se upravljaju konvekcijom i prema tome imaju vrlo slabu energetsku efikasnost. Glavni nedostatak difuzijskih pumpi je sklonost strujanju ulja u vakuumsku komoru. Ulje može zaprljati unutrašnju površinu komore u kontaktu s vrućim pločama ili prilikom električnog pražnjenja, nakon čega dolazi do karbonizacije. Zbog povratnog strujanja, ulja difuzijskih pumpi nisu progodna za primenu sa visoko osetljivom procesnom opremom. Često se hladne prepreke koriste zato da povratno strujanje bude minimalno, makar se iz tog razloga gube sposobnosti pumpe. Zajednička greška u radu uljne difuzijske pumpe je izloženost vrućeg ulja prema okolini. Ako se ovo dogodi, ulje će pregoreti i mora se zameniti. Sastav uviek treba biti ohlađen na sobnu temperaturu, pre kontakta s atmosferom.
Parni ejektori[uredi | uredi izvor]
Parni ejektor je difuzijska pumpa za vakuumsku destilaciju i hladno sušenje. Mlaznica pare vuče paru koja mora biti izvučena iz vakuumske komore. Parni ejektori mogu imati jednu ili više faza, sa ili bez kondenzacije između faza.
Komprimovani-vazdušni ejektori[uredi | uredi izvor]
Jedna kategorija difuzijskih vakuumskih pumpi je višefazni komprimovano-vazdušni ejektor. To je vrlo popularna aplikacija gde se objekt kreće oko komore i vakuumske linije.