Pompa próżniowa
Z Wikipedii
Pompa próżniowa, znana także jako ssawa urządzenie stosowane w technice służące do usuwania gazów (wytworzenia podciśnienia) w zamkniętej przestrzeni. Pompy dzieli się ze względu na sposób działania na: objętościowe, strumieniowe, jonowo-sorpcyjne, jonowo magnetyczne, molekularne, kondensacyjne, adsorpcyjne i jonowe.
Najważniejszymi parametrami pomp próżniowych są:
- ciśnienie końcowe (najmniejsze ciśnienie jakie można uzyskać taką pompą),
- szybkość pompowania oraz zależność tej szybkości od ciśnienia,
- wydajność (mierzona zwykle w m3 wypompowywanego gazu w jednostce czasu).
Ważnym wyróżnikiem pompy jest maksymalne ciśnienie jakie może panować na wylocie pompy. Ze względu na to ciśnienie pompy można podzielić na:
- pracujące przy ciśnieniu atmosferycznym,
- pompy wymagające uzyskania próżni wstępnej.
Najprostszymi pompami próżniowymi są pompki wodne, czyli pompy strumieniowe, w których medium porywającym gaz jest woda. Przy pomocy pompek wodnych udaje się osiągnąć ciśnienie rzędu 10-20 mm Hg, zaś ich teoretyczne podciśnienie jest ograniczone prężnością pary wodnej w temperaturze ich pracy. Podobnie działa smoczek i skraplacz strumienicowy, w których medium porywającym gaz jest para wodna.
Pompami próżniowymi najczęściej stosowanymi w przemyśle i w laboratoriach są pompy objętościowe rotacyjne (rzadziej tłokowe) uszczelniane i smarowane olejem dlatego zwane olejowymi. Elementem pompującym jest obracający się wirnik z łopatkami zanurzony w kąpieli olejowej. Pompy olejowe mogą posiadać od 1 do nawet 5 stopni sprężania, czyli ustawionych w szereg wirników. Przy pomocy pomp olejowych można uzyskiwać ciśnienie od 100 mm Hg do nawet 10-4 Tr.
Stosuje się też pompy łopatkowe bez olejowe tzw. suche. W których medium smarującym jest grafit pochodzący z delikatnego zużywania sie łopatek grafitowych.
Uzyskiwanie ciśnienia poniżej 10-4 Tr wymaga już stosowania bardziej specjalistycznych urządzeń. Zalicza się do nich dyfuzyjne (czyli strumieniowe) rtęciowe lub olejowe, oraz pompy molekularne. Pompy dyfuzyjne są w istocie strumienicami, w których medium porywającym gaz jest para rtęci albo oleju mineralnego, która znajduje się w obiegu zamkniętym, wymuszanym przez ciągłe podgrzewanie i chłodzenie. Pompy dyfuzyjne rtęciowe umożliwiają osiągnięcie ciśnienia rzędu 10-5 Tr, olejowe 10-8 Tr, a w specjalnych wykonaniach 10-10 Tr.
Pompy molekularne to złożone systemy filtrujące, w których rozrzedzone wcześniej gazy (do ciśnień rzędu 10-4) przepuszcza się przez ciąg filtrów molekularnych, które są zdolne "wyłapywać" nawet minimalne ilości cząsteczek gazu. Przy pomocy pomp molekularnych można teoretycznie osiągnąć próżnię absolutną, pod warunkiem zapewnienia absolutnej hermetyczności pojemnika.
Pompy zeolitowe to rodzaj pomp molekularnych, umożliwiających uzyskanie "czystych próżni" do ciśnienia 10-3 Tr (mmHg). Ich zaletą w stosunku do pomp olejowych czy dyfuzyjnych, jest brak zanieczyszczeń w postaci pary rtęci czy oleju. Pompa zeolitowa to naczynie wypełnione zeolitem i umieszczone w ciekłym azocie. Gdy zeolit wyczerpie się - pochłonie maksymalną możliwą ilość gazów może być zregenerowany poprzez podgrzanie w próżni lub atmosferze. Nastepuje wówczas uwolnienie gazów i zeolit znów nadaje się do pracy. Pompy tego typu są stosowane obecnie rzadko.
Pompy sublimacyjno-pułapkowe - to połączenie pompy zeolitowej i sublimacyjnej.
Chcąc otrzymać jeszcze niższe "czyste próżnie" można użyć pompę jonową. Jej działanie opiera się na odparowywaniu metalu (z reguły tytanu) i jego kondensacji na zimnych ściankach pompy. Na osiadającym metalu następuje adsorpcja gazów a także ich chemiczne wiązanie. Pompy sublimacyjne pracują zadowalająco od próżni rzędu 10-3 Tr, a więc takiej, jaką można uzyskać za pomocą pompy zeolitowej. Często spotyka się układy złożone z pompy zeolitowej i sublimacyjnej.
