73. Які насоси використовують і чому для відкачки пари?

74.Як побудований і працює двороторний насос Рутса?

Велику швидкість дії при невеликих ступенях стискання газу, що відкачується, досягають за допомогою насоса, який має два ротори з профілями у вигляді лемніскати (рис. 11.6). При синхронному обертанні роторів в протилежних напрямах, що забезпечується за допомогою зубчатої передачі, між поверхнями роторів, а також поверхнею статора постійно зберігається невеликий проміжок (0,10,15 мм), який не ущільнюється маслом. Газ, що потрапляє в об’єм між поверхнями роторів і статора, від впускного отвора переноситься до випускного.

Рис. 11.6

Наявність у насосі неущільнених проміжків вносить в роботу насоса багато особливостей, які відрізняють його від розглянутих обертових насосів.По-перше, проміжки дозволяють обертати ротори з великою швидкістю (до 50 об/с) без загрози заклинення, що дає змогу досягти великої швидкодії насоса. По-друге, при низьких тисках принцип відкачки стає подібним до молекулярних насосів.По-третє, під дією різниці тисків на випускному і впускному отворах, виникає негативне явище таке, як зворотний потік газа. Величина цього потоку визначається за формулою

Q = ( ), (11.1)

де - провідність проміжків.Граничний тиск двороторних насосів досягає 10 Торр, а швидкодія в залежності від конструкції може бути 50 5500 л/с за тиском 10 Торр. Особливо широке застосування ці насоси отримали в технології вакуумного витоплення металів.

75. Як побудований і працює молекулярний обертовий насос?

Роботу молекулярних насосів можна пояснити тільки на основі молекулярно-кінетичної теорії газів. Окремі молекули видалюваного газа направляються до випускного отвору в результаті отримання імпульсу від стінки, що швидко обертається. Молекули газа при зіткненні з поверхнею твердого тіла на деякий час утримуються на ній, після чого випарюються з неї у випадковому напрямі незалежно від кута, під яким виникло зіткнення. Якщо поверхня буде рухатися, то молекули газа, що випарюються з неї після зіткнень, матимуть складову швидкості, що дорівнює як за величиною, так і за напрямом швидкості руху поверхні.Розглянемо принцип молекулярної відкачки на прикладі роботи молекулярного насоса, що зображений на рис. 11.7.

Рис. 11.7

Насос складається з ротора, який обертається з великою швидкістю, має поліровану поверхню і розміщений співвісно з малим зазором в нерухомому циліндричному статорі. Між впускним і випускним отвором по дузі кола, довжиною l в статорі зроблено відносно більший зазор. При обертанні ротора, газові молекули після зіткнення з поверхнею ротора будуть отримувати імпульс в напрямі до випускного отвору, тобто газ буде переміщуватися в статорі по каналу довжиною l і в результаті між впускним і випускним отвором виникне різниця тисків.Таким чином, швидкодія такого молекулярного насоса змінюється пропорційно кореню квадратному з молекулярної маси. Цю властивість можна використовувати для розділення ізотопів.