Диффузионный насос — это тип вакуумного насоса, который работает за счет использования высокоскоростной струи пара, направляющей молекулы газа из камеры, создавая вакуум. Однако он не может эффективно функционировать при атмосферном давлении, поскольку для своей работы он использует уже существующий вакуум. При атмосферном давлении плотность молекул газа слишком высока, чтобы струя пара могла эффективно направлять их, что делает насос неэффективным. Кроме того, рабочая жидкость насоса будет подвергаться воздействию кислорода воздуха, что приведет к окислению и деградации жидкости. Следовательно, диффузионным насосам требуется форвакуумный насос для снижения давления до уровня, на котором они могут работать эффективно, обычно в диапазоне от 10^-2 до 10^-3 Торр.
Объяснение ключевых моментов:
-
Принцип работы диффузионного насоса:
- Диффузионные насосы используют высокоскоростную струю пара (обычно масла или ртути) для направления молекул газа из вакуумной камеры.
- Этот процесс основан на передаче импульса от струи пара к молекулам газа, что требует достаточно низкой плотности молекул газа, чтобы быть эффективным.
-
Ограничения при атмосферном давлении:
- При атмосферном давлении (760 Торр) плотность молекул газа чрезвычайно высока.
- Струя пара не может эффективно направлять такое большое количество молекул, что делает насос неэффективным.
- Высокая плотность молекул газа также приведет к рассеиванию струи пара, что еще больше снизит эффективность насоса.
-
Риск окисления и деградации:
- Рабочая жидкость в диффузионном насосе (обычно масло или ртуть) чувствительна к окислению.
- При атмосферном давлении жидкость будет подвергаться воздействию кислорода, что приведет к окислению и деградации жидкости.
- Это не только снизит эффективность насоса, но и потребует частого обслуживания и замены жидкости.
-
Нужен форвакуумный насос:
- Для эффективной работы диффузионному насосу необходим уже существующий вакуум, обычно в диапазоне от 10^-2 до 10^-3 Торр.
- Этот первоначальный вакуум создается с помощью форвакуумного насоса, например пластинчато-роторного или диафрагменного насоса.
- Форвакуумный насос снижает давление до уровня, при котором диффузионный насос может взять на себя функцию и достичь более высокого уровня вакуума.
-
Типичные применения:
- Диффузионные насосы обычно используются в приложениях, требующих высокого уровня вакуума, например, в производстве полупроводников, вакуумном нанесении покрытий и научных исследованиях.
- Эти приложения обычно включают процессы, требующие давления значительно ниже атмосферного, что делает диффузионные насосы идеальными для таких сред.
-
Альтернативные насосы для атмосферного давления:
- Для применений, требующих работы при атмосферном давлении или близком к нему, больше подходят другие типы насосов, такие как пластинчато-роторные, диафрагменные или спиральные насосы.
- Эти насосы предназначены для работы с молекулами газа высокой плотности при атмосферном давлении и не требуют струи пара для работы.
Таким образом, диффузионный насос не используется при атмосферном давлении, поскольку его принцип работы основан на уже существующем вакууме для эффективной работы. Высокая плотность молекул газа при атмосферном давлении сделает насос неэффективным, а воздействие кислорода ухудшит рабочую жидкость. Поэтому диффузионные насосы всегда используются в сочетании с форвакуумным насосом для достижения необходимого начального уровня вакуума.
Сводная таблица:
| Ключевой момент | Объяснение |
|---|---|
| Принцип работы | Использует высокоскоростную струю пара для направления молекул газа, что требует низкой плотности газа. |
| Ограничения при атмосферном давлении | Высокая плотность газа делает струю пара неэффективной и вызывает рассеяние. |
| Риск окисления | Рабочая жидкость (масло/ртуть) разлагается под воздействием кислорода. |
| Нужен форвакуумный насос | Для эффективной работы требуется уже существующий вакуум (от 10^-2 до 10^-3 Торр). |
| Типичные применения | Используется в производстве полупроводников, вакуумном нанесении покрытий и научных исследованиях. |
| Альтернативные насосы | Пластинчато-роторные, диафрагменные или спиральные насосы лучше подходят для атмосферного давления. |
Нужна помощь в выборе подходящего вакуумного насоса для вашего применения? Свяжитесь с нашими экспертами сегодня за персональную консультацию!
