همانطور كه اشاره شد فشار نهايي قابل وصول با پمپهاي مكانيكي mbar 1E-3 مي باشد. لذا جهت دستيابي به فشار هاي پائين تر از پمپهاي غير مكانيكي استفاده مي شود كه يكي از انواع آن پمپ ديفيوژن (پمپ بخار) مي باشد. در اين پمپ عمل پمپاژ بوسيله راندن مولكولهاي گاز به سمت دهانه خروجي بوسيله ممنتم حاصل از بخار روغن ، انجام مي گيرد.
اين پمپ ها اساسا شامل يك بدنه استوانه اي يا در برخي موارد خمره اي شكل مي باشند كه بوسيله جريان آب ديواره آن در هنگام كاركرد پمپ ، همواره خنك مي شود.(در پمپهاي كوچك اين عمل بوسيله جريان هوا حاصل از فن انجام مي گيرد.) در داخل اين بدنه استوانه اي شكل يك فواره چتر مانند قرار دارد كه معمولا داراي 3 طبقه مي باشد .(مطابق شكل الف).
در كف اين بدنه استوانه اي شكل يك هيتر قرار دارد كه وظيفه گرم كردن و رساندن روغن داخل پمپ را به دماي جوش دارد.كه مقدار ظرفيت گرمايي آن متناسب با حجم روغن درون پمپ طراحي مي شود بطوريكه اگر مقدار روغن درون پمپ كمتر از مقدار تعيين شده باشد در اثر گرماي زياد روغن مي سوزد و اگر بيشتراز مقدار تعيين شده باشد روغن جوش نخواهد آمد و عملا پمپ بازدهي نخواهد داشت.
در اثر گرم شدن روغن درون پمپ كه معمولا بين 15 تا 30 دقيقه طول مي كشد روغن درون پمپ به بخار تبديل مي شود و به سمت بالا جريان مي يابد. سپس از فواره هاي ايجاد شده در قسمت داخلي پمپ خارج كشته و به سمت ديواره جريان مي يابد. مولكولهاي گازي كه با جريان مذكور برخورد مي كنند، يك ممنتم قابل ملاحظه را دريافت مي دارند.
شکل الف : نمای برش خورده از پمپ دیفیوژن
در نتيجه اين نيرو به سمت دهانه خروجي جاروب مي شوند.در نهايت جريان بخار با ديواره برخورد نموده و كندانس مي گردد و بصورت مايع در كف پمپ جمع مي شود تا فرآيند مجددا تكرار شود.
توجه به نكات زير در حين كاركردن با پمپ هاي ديفيوژن ضروريست:
– با توجه به اينكه روغن استفاده شده در اين پمپها در صورتي كه در شرايط اتمسفر گرم شود با اكسيژن هوا واكنش داده و از بين مي رود ، لذا بايد فشار داخلي پمپ قبل از شروع بكار تا مقدار مشخص شده توسط كارخانه سازنده كاهش داده شود. ( معمولا 6E-2 میلی بار )
– فشار داخلي پمپ همواره هنگام روشن بودن پمپ به ميزان اشاره شده در بالا، پائين نگهداشته شود تا جت هاي روغن درون پمپ بدرستي تشكيل شده و بخارات روغن به درون سيستم نفوذ نكند. معمولا هنگامي كه فشار دروني پمپ به محدوده 0.1 الي 1 mbar برسد (بسته به طراحي پمپ توسط شركت سازنده) پديده برگشت روغن آغاز مي گردد.
بايد توجه داشت كه مقدار سرد سازي اين پمپها اهميت زيادي دارد. اگر نرخ سرد سازي كم باشد باعث مي شود كه بخار بطور كامل كندانس نگرددو پدپده برگشت روغن بداخل سيستم افزايش يابد و راندمان پمپ كاهش يابد. از طرفي اگر سرد سازي زياد باشد موجب مي شود بخار حاصله در برخورد با ديواره گرماي زيادي از دست دهد و به مايعي با دماي پائين تبديل شود كه جهت تبديل شدن به بخار به انرژي گرمايي و زمان بيشتري نياز دارد كه اين امر هم موجب كاهش راندمان پمپ مي گردد. در شكل ب پديده برگشت بخارات روغن به داخل سيستم و عملكرد نادرست پمپ را مشاهده مي كنيد.
شکل ب : پديده برگشت بخارات روغن
جهت جلوگيري از برگشت روغن و بالابردن راندمان پمپ و همچنين ايجاد يك خلاء تميز استفاده از تله سرد بروي دهانه ورودي پمپ توصيه مي شود.
امروزه با استفاده از پمپهاي ديفيوژن مي توان به فشار 1E-7 میلی بار دست يافت.در صورتي كه ازآنها بدرستي استفاده شوند و از روغنهاي پيشرفته و تجهيزات جانبي مناسب استفاده شود.
اين پمپها با سرعت تخليه 10الي 45000 ليتر بر ثانيه در دسترس مي باشند.