§ 4.7.5. Диффузионный насос

Простейший диффузионный насос (рис. 4.34) состоит из кипятильника 1, диффузионного сопла 2, закрепленного на паропроводе 6, холодильника 4, впускного и выпускного патрубков 3 и 5. Пары рабочей жидкости из кипятильника проходят по паропроводу через зонтичное сопло и конденсируются на стенках насоса, охлаждаемых холодильником. За время движения пара от конца сопла до стенок насоса в струю пара диффундирует откачиваемый газ. После конденсации образовавшейся парогазовой смеси выделившийся газ откачивается через выпускной патрубок насосом предварительного разрежения, а сконденсированный пар стекает по стенкам насоса в кипятильник через зазор между паропроводом и корпусом насоса.  

При превышении зазором а своего оптимального значения а₀ Уменьшается скорость струи у стенок насоса, что приводит к увеличению обратного потока. Аналогичная зависимость существует и от Угла а, который сильно влияет на осевую составляющую скорости струи.

Диффузионные насосы, предназначенные для работы в диапазоне давлений 10"¹... 10 Па, называются бустерными. В этих насосах увеличена мощность подогревателя, применены термостойкие рабочие жидкости, что позволяет увеличить выпускное давление и сдвинуть характеристику насоса SH=f(p) в сторону более высоких давлений.

Основной характеристикой пароструйных насосов является зависимость быстроты действия от давления на входе в насос (рис. 4.36, а). В средней области рабочих давлений быстрота действия постоянна и равна Smax- При приближении рабочего давления к предельному рПр она стремится к нулю из-за наличия обратного потока газов и паров из насоса в откачиваемый объект. При увеличении рабочего давления за верхнюю границу молекулярного режима течения быстрота действия уменьшается в связи со снижением скорости диффузии молекул газа в струю пара и при максимальном входном давлении р3 стремится к нулю.

Предельное давление насоса рпр при низких давлениях на выходном патрубке р_вых (рис. 4.36, б) слабо зависит от изменения последнего. Срыв характеристики насоса наступает при равенстве выпускного давления и давления паровой струи, соответствующего давлению р_кр.

При увеличении мощности N подогрева насоса за счет увеличения скорости паровой струи быстрота действия вначале возрастает (рис. 4.36, в), достигает максимального значения при А_^опт, а затем уменьшается из-за увеличения плотности паровой струи. Максимальное выпускное давление насоса ркр при увеличении мощности подогревателя непрерывно возрастает (рис. 4.36, г).