Вакуумные насосы

Хорошо известно, что для проведения большого числа экспериментов в физике необходим вакуум. К таким опытам относятся в частности эксперименты в области тонких плёнок. Для получения вакуума были созданы разнообразные модели вакуумных насосов.

Первые исследования вакуума могут быть отнесены к экспериментам Торричели, в частности к изучению так называемой Торричелиевой пустоты. В то время шли жаркие споры о том, в какой мере она в действительности пустота. Стоит также отметить демонстративные демонстрации Моделунга, по демонстрации действия атмосферного давления.

Однако до начала прошлого века эксперименты вакуума носили бессистемный тип. Однако в начале прошлого века потребности науки и техники вызвали необходимость конструирования вакуумных приборов(разные виды электронных ламп). Поскольку все типы электронных ламп, от обыкновенной лампы накаливания, до манометрических преобразователей требуют для своей нормальной работы наличие вакуума, учёные были вынуждены обратиться к исследованию методов получения вакуума.

Естественно первым типом насосов, применяемым для получения вакуума были механические насосы. Первые механические насосы, создание ещё в 19 веке имели ручной привод, и водяное, либо ртутное уплотнение. Конечно же эти насосы были способны создать лишь не высокий вакуум, однако они явились прообразом всех современных механических насосов.

Дальнейшее улучшение механических насосов состояло во первых в замене ручного привода электрическим и замене уплотнения на масляное. Насосы этого типа до сих пор используются в системах, как средство предварительной откачки. Кроме того в дальнейшем были сконструированы двуроторные механические насосы, позволяющие получить более низкий вакуум, менее загрязнённый маслом.

Следующим типом вакуумных насосов стали диффузионные вакуумные насосы. Принцип их работы основан на взаимодействии молекул остаточных газов с струёй рабочего газа диффузионного насоса. Первой рабочей жидкостью, которая нашла своё применение в диффузионных насосах стала ртуть. Однако по многим причинам, среди которых не только её токсичность, в данный момент вместо ртути используются синтетические масла. Диффузионные насосы для своего запуска требуют предварительного разряжения, осуществляемого механическим насосом. Диффузионные насосы позволяют получить вполне неплохой вакуум, однако вакуум загрязняется парами масла, которые могут оказать влияние на работу элементов системы и проведение экспериментов.

В дальнейшем было сконструировано множество иных типов насосов, которые в отличии от рассмотренных выше, не являются газо-перемещающими.
Сорбционные насосы, основаны на том, что некоторые материалы могут при охлаждении абсорбировать газы. Сорбентами являются
различные цеолиты. Данные насосы используются как насосы предварительного разряжения, для систем критичным в отношении масляных загрязнений (в частности откачиваемых орбитронами).

Испарительные насосы. Их работа основана на гетерных свойствах свеженапыленных плёнок некоторых элементов. В испарительных насосах свеженапыленная плёнка создаётся за счет термического распыления гетера. Гетером часто является титан. Данные насосы имеют низкое давление остаточных газов, однако для запуска необходима форвакуумная откачка, которая должна производиться сорбционными насосами.

Распылительные насосы. Откачивающее действие основано на гетерных свойствах, вещества, распыляемого за счёт внедрения в него молекул, разогнанных за счет движения в поле постоянных магнитов с приложением значительной разности потенциалов.

Подробнее ознакомится с насосами и методами контроля вакуума Вы можете тут: вакуумные насосы.