4.2.1.1. Скорость откачки молекулярного насоса

Теоретическая (максимальная) скорость откачки молекулярного насоса определяется приближенно по формуле 1)

где b — длина камеры откачивания (например, длина цилиндра ротора), а h — ширина камеры (фиг. 4.29).

где GH — проводимость негерметичностей 4—5—3 и 4—3 (фиг. 4.29), р — давление на входе, р0 — давление на выходе из насоса (давление форвакуума). Отсюда

Таким образом, скорость откачки насоса

Причем

Теоретический анализ показывает, что в молекулярных условиях отношение давлений на выходе и входе (степень сжатия) для предельного вакуума, когда поток равен нулю, может быть выражено формулой

в которую, кроме известных величин, входит коэффициент а, зависящий от температуры и рода откачиваемого газа:

На фиг. 4.30 показана принципиальная конструктивная схема одного из первых молекулярных насосов (насоса Геде). Для увеличения длины пути L3-5-4 (фиг. 4.29) делают статоры с желобками в виде винтовой линии (цилиндрический насос Голвека, конический насос Голланда — Мертена) или спиральной линии (дисковый насос Зигбана).

На фиг. 4.31 представлен цилиндрический молекулярный насос в разрезе

Внутренняя поверхность цилиндра статора имеет винтовые желобки правой и левой нарезки. Ширина желобков является постоянной, высота же их уменьшается от средней части цилиндра (вход) к его торцам (выход). Ротор выполнен в виде гладкого цилиндра радиусом 15 см (на 0,06 мм меньше внутреннего диаметра полости статора). Ротор приводится в движение двухфазным двигателем с вращающимся магнитным полем (повышенной частоты); при частоте вращения 4500 об/мин насос потребляет мощность ~10 Вт. При форвакууме ~10-3 Тор получается предельный вакуум порядка 10-6 Тор. Скорость откачки составляет несколько литров в секунду.

1) Это объем газа bhdx, проходящего через сечение bh за время dτ (так как vW = dx/dτ); коэффициент 1/2 учитывает среднюю скорость газа: