Ртутный пароструйный диффузный насос

Ртутный пароструйный диффузный насос — одна из конструкций вакуумного насоса, используется для достижения высокого вакуума. В отличие от прежде разработанных конструкций, не имеет теоретического предела достижимого давления[1]. Запатентован немецким физиком Вольфгангом Геде в 1913 году.

Конструкция и принцип действияПравить

 
Устройство вакуумного насоса: парортутный эжектор
 
Устройство вакуумного насоса: парортутный с соплом Лаваля

Конструкция пароструйного диффузионного насоса сходна с устройством эжектора, но его принцип работы основан не на законе Бернулли, а на диффузии откачиваемого газа в струю пара[1]. После конденсации пара газ, вынесенный из области высокого вакуума, откачивается форвакуумным насосом. Использование сопла заметно увеличивает производительность при низком давлении: за счет более заостренной струи уменьшается подпирающее давление пара. Как и в молекулярном насосе, области предварительного и высокого вакуума не разделены поршнем, клапанами или уплотняющей жидкостью. Существует множество конструкций данного насоса, которые отличаются в основном формой сопла.

Пароструйный диффузионный насос и паровой инжекторный насос часто используют как ступени двуступенчатого насоса. Паровой инжектор хорошо работает при большом форвакуумном давлении, и используется в основном как предварительная ступень.

Токсичность ртути привела к замене её на более безопасные и удобные рабочие жидкости, например, масло. Паромасляные диффузионные насосы отличаются в деталях конструкции, но используют тот же принцип.

История разработкиПравить

В 1901 году русский физик П. Н. Лебедев проводил эксперименты с использованием вакуумных установок. В его установках для достижения высокого вакуума, использовался модифицированный ртутный поршневой насос, где остаточные молекулы газа захватывались парами ртути и откачивались вместе с ними. Идея использовать пары ртути для удаления остаточного газа привлекла внимание многих ученых.

В 1913 году В. Геде после серии экспериментов разработал и запатентовал конструкцию диффузионного насоса. Эта разработка оказалась весьма перспективной для работ, связанных с получением глубокого вакуума.

В дальнейшем теоретические основы работы насоса исследовались многими авторами и его конструкция многократно совершенствовалась. В 1916 году С. А. Боровик разработал модификацию насоса, позволяющую использовать её при высоких давлениях предварительного вакуумирования, до 1-3 мм рт. ст. В том же году было опубликовано описание насоса Ленгмюра, имевшего в 50 раз более высокую скорость откачки, чем оригинальная конструкция Геде[2].

ПрименениеПравить

Применяется в микроэлектронной промышленности в качестве дополнительного насоса для получения сверхвысокого вакуума.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 Борисов, 2001, История изобретения диффузионного насоса.
  2. Борисов, 2001, Теория и практика в развитии диффузионного насоса.

ЛитератураПравить