10.5.2. Крапельний ртутний насос

Рис. 10.6

К

Рис. 10.7

рапельний ртутний насос, який ще називають насосом Шпренгеля, є різновидом поршневого, в якому функцію поршня виконують краплі ртуті (рис.10.6), що падають в довгій трубці з малим діаметром ( мм). Краплі ртуті захоплюють порції повітря з об’єкта відкачки і виштовхують їх до атмосфери.

Слід зауважити, що загальна висота крапель ртуті повинна перебільшувати 760 мм. Тільки за такої умови рух крапель ртуті призведе до виникнення в довгій трубці “торрічелевої пустоти”, яка й створить відкачку об’єкта. Оскільки діаметр трубки малий і швидкість дії насоса дуже мала. За цієї причини насоси Шпренгеля вийшли з використання, незважаючи на те, що граничний тиск, який вони створюють, досягає значення тиску насиченої пари ртуті при кімнатній температурі (10 Торр).

10.5.3. Обертовий ртутний насос Геде

Обертовий ртутний насос Геде широко застосовувався на початку XX ст. для відкачки колб освітлювальних ламп. Конструктивно насос складається з бака 1, наполовину заповненого ртуттю, і в якому розміщено спіралевидний ротор. Спіралевидний ротор  це лист заліза вигнутий у вигляді спіралі, наполовину занурений в ртуть, який обертається навколо своєї осі у відповідному напрямі (рис. 10.7). При обертанні ротора газ, що патрапляє до насоса через впускний отвір, буде захоплюватися на кінці спіралі, а потім переміщуватися до осі обертання, де розміщений випускний отвір. До випускного отвору приєднують інший насос, який відкачує газ до атмосфери. Граничний тиск обмежується тільки тиском пари ртуті.

Рис. 10-7.

10.5.4. Пластинчато-роторний насос

Рис. 10.8

П ластинчато-роторний насос, будова якого в розрізі, перпендикулярному осі статора, наведена на рис. 10.8, складається з циліндричної порожнини-статора 3 і з меншим діаметром циліндричного стального ротора 7, на діаметрі якого зроблений проріз, де розміщені рухливі пластини 1. Ротор обертається за допомогою потужного електродвигуна, а пластини щільно притискуються до поверхні статора за допомогою внутрішньої сталевої пружини і постійно ковзаються уздовж прорізу в роторі, то наближуючись, то віддаляючись одна від одної. Вісь ротора паралельна осі статора, але зміщена так, що ротор щільно притискується до поверхні статора за твірною. У статорі є два отвори, через які газ потрапляє в об’єм статора (впускний патрубок 6) і навпаки, виштовхується з об’єму статора (випускний патрубок 5). Випускний патрубок має клапан 4 (кульку, що притискується до поверхні отвора сталевою пружиною). Зрозуміло, що отвори у статорі будуть відповідати наведеним назвам тільки при відповідному напрямі обертання ротора, тому цей напрям показаний стрілкою на корпусі насоса.

Між ротором і статором пластини створюють три порожнини: порожнину впуску відкачуваного повітря, порожнини переносу і випуску.

При обертанні ротора у відповідному напрямі об’єм впуску збільшується, що призводить до зниження тиску в камері відкачки, яка приєднується до впускного патрубка. Коли одна з пластин пройде місце щільного дотикання ротора до статора і впускний отвір, порожнина переносу перетвориться в поржнину випуску, а порожнина впуску - в порожнину переносу. В цей же час, газ почне стискуватися в порожнині випуска. Як тільки тиск зросте до величини, що трохи перебільшить значення атмосферного, випускний клапан відкриється і газ виштовхнеться до атмосфери. При подальшому обертанні ротора процес відкачки почнеться знову.

Рис. 10.9

На рис. 10.9 схематично пояснюються етапи роботи насоса. Римськими цифрами вказані чотири характерні положення ротора при його обертанні. стрілками - напрям переміщення газу і обертання ротора.

Для зменшення тертя, яке виникає між щільно притиснутими рухливими деталями, в насос вводиться певна кількість вакуумного масла, а для охолодження при роботі його корпус закріплюється в баці з ваккумним маслом. З цієї причини у відкачуваних об’ємах буде присутня насичена пара вакуумного масла, яка впливатиме, таким чином, на граничний тиск.

Слід зауважити, що на граничний тиск буде впливати ще об’єм шкідливого простору (рис. 10.10), який є як біля випускного отвору, так і біля впускного, де тиски різняться за величиною. Різниця тисків може викликати витік газу через місце дотикання ротора до статора за твірною і також може привести до порушення герметичності ущільнення, якщо насос зупинити. Щоб зменшити об’єм шкідливого простору, його заповнюють невеликою кількістю вакуумного масла, а наявність на випускному отворі клапана знижує середній тиск у випускній порожнині і відповідно з цим зменшується загроза проходження газу через спільну твірну.

Обертові насоси поряд з позитивними якостями мають ряд недоліків, які погіршують наведені вище характеристики. Граничний вакуум залежить від тиску насиченої пари вакуумного масла, а також від конструктивних особливостей насоса (ступеня тиску пружини випускного клапану, об’єму шкідливого простору та ін..).

Рис. 10.10