Диффузионные насосы
Вакуумный насос – один из элементов вакуумной конструкции. Тип насоса задаёт основные эксплуатационные и функциональные характеристики всей системы. Вакуумная система с диффузным насосом находит применение в различных технологических процессах, например, нанесение клея пва вакуумным прессом в мебельном производстве.
Как ртутный, так и масляный диффузионные насосы с соответствующими отражателями можно с успехом использовать для получения вакуума ~10-10 мм рт.ст. В большинстве случаев выбор рабочей жидкости насоса определяется возможными последствиями загрязнения вакуумной системы ртутью или углеводородами. В остальных случаях выбор рабочей жидкости определяется индивидуальными склонностями исследователя. Однако применение ртути обычно ограничивается ее использованием в небольших стеклянных системах.
К сожалению, диффузионные насосы также являются возможным источником газов и загрязнений вследствие миграции рабочих жидкостей и продуктов их разложения в вакуумную камеру. Недавно основные производители масляных диффузионных насосов добились существенного уменьшения противотока рабочей жидкости посредством усовершенствования конструкций кипятильников и сопел. По имеющимся данным скорость противотока обычно не превышает 3 • 10-3 г/см2-час. Однако это составляет около 17 см3 масла за сутки работы стандартного 150-миллиметрового насоса, что делает необходимым применение соответствующих отражателей и ловушек. Использование чашки с водяным охлаждением, расположенной над верхним соплом диффузионного насоса, уменьшает противоток примерно в 103 раз.
В ртутных насосах основные ограничения связаны с упругостью паров рабочей жидкости (3-10-3 мм рт.ст. при 23°С); эту трудность можно преодолеть только путем применения специальных ловушек.
От конструкции отражателей или ловушек, помещаемых между диффузионным насосом и сверхвысоковакуумной камерой, существенно зависит предельное разрежение в системе. Последним достижением в этой области явилось использование в отражателях таких материалов (типа молекулярных сит), как искусственный цеолит или активированная окись алюминия, применяемых в сорбционных ловушках. Эти материалы весьма эффективно предотвращают миграцию углеводородов из масляного диффузионного насоса в вакуумную камеру. Их свойства в этом отношении даже выше, чем у медной фольги, которая использовалась с аналогичной целью на протяжении ряда лет.