Вакуумний насос

Загальний вигляд вакуумного насоса

Вакуумний насос (англ. vacuum pump) – це пристрій, призначений для відкачування газу чи пари з закритих ємностей для створення в них вакууму.

Історія розвитку вакуумної техніки

Початком наукового етапу в розвитку вакуумної техніки можна вважати 1643 р, коли Торічеллі вперше виміряв атмосферний тиск. В 1672 році Отто фон Геріке винайшов механічний поршневий насос з водяним ущільнювачем. Вивчалась поведінка різних систем і живих організмів в вакуумі. В 80-х р XIX ст. людство переступило в технологічний етап створення вакуумних пристроїв і техніки. Це зв'язано з відкриттям А.Н. Лодигіним електричонї лампи розжарення з вугільним електродом (1873) і відкриття Т.А. Едісоном термоелектронної емісії (1883). Винайдено такі вакуумні насоси: обертальний (Геде, 1905), кріосорбційний (Дж.Дюар, 1906), молекулярний (Геде, 1912), дифузійний (Геде, 1913); манометри: компресорний (Г.Мак-Леод, 1874), тепловий (М. Пірані, 1909), іонізаційний (О. Баклі, 1916)

Принцип дії

Схема роботи перекачувального насоса

Перекачувальні насоси також називають кінетичними насосами, оскільки вони надають газу імпульс, штовхаючи його таким чином, що газ неперервно передається від входу до виходу насоса. Зазвичай це робиться рухомою механічною частиною насоса. Рухома(часто обертальна) частина прискорює потік газу тим самим створюючи зону низького тиску. Таким чином, молекули з ємності починають рухатись в напрямку зони нижчого тиску. Цей процес повторюється поки всі (чи більшість) молекул газу не перемістяться з ємності де ми хочемо отримати вакуум. Коли ми отримали потрібний рівень вакууму ємність відоклемлюємо клапаном високого тиску. Цей клапан зупиняє будь-який обмін газом між ємністю та насосом.

Насоси поглинання (сорбційні), як правило, знаходяться в контейнері де створюється вакуум. Ці насоси переміщають молекули газу шляхом сорбції чи конденсації на внутрішні поверхні. Якщо молекули газу утворюють хімічну реакцію з матеріалом внутрішніх поверхонь, новий матеріал, утворений реакцією буде відкладений тонкою плівкою. Це називається сорбцією молекул газу. Крім того, якщо молекули в результаті контакту з охолодженими поверхнями насоса газ буде конденсуватись і усуватись як рідина.

Класифікація

Насоси можуть бути широко класифіковані за трьома методами роботи:

• Об'ємні (англ.positive displacement pump) - газ витісняється при періодичні зміні об'єму газу в насосі, що почергово сполучається з входом в насос і з виходом з нього.
• Молекулярні або насоси передачі імпульсу (англ.momentum transfer pump) використовують високу швидкість струменя рідини або обертання лопастей для витіснення газу назовні.
• Сорбційні або насоси поглинання (англ. entrampment pump).

За принципом дії вакуумні насоси поділяють на механічні та фізико-хімічні.

За призначенням розрізняють насоси надвисоковакуумні? (надвакуумні), високовакуумні, середньовакуумні та низьковакуумні.

Характеристики

• Швидкість відкачування характеризує об'ємну швидкість насоса на вході, вимірюється в об'єм/од.часу. Молекулярні та сорбційні насоси для деяких газів ефективніші ніж для інших, тобто швидкість відкачування може бути різною для різних газів в залежності від їх хімічного складу.