Общая характеристика методов получения вакуума
Когда говорят о вакууме с технической точки зрения, то речь идет об использовании вакуума в широком диапазоне давлений — от атмосферного 10 5 до 10 -10 Па. Изменение давления на 15 порядков практически невозможно обеспечить при использовании лишь одного насоса, требуются комбинированные средства откачки, включающие в себя насосы различных типов и, следовательно, различные приборы для измерения давлений.
При большом различии в принципах действия и конструкциях, обусловленных многообразием требований к откачному оборудованию, во всех вакуумных насосах для откачки газа используют один из двух способов:
-
— перемещение газа за счет приложения к нему механических сил в некотором месте вакуумной системы, откуда газ выталкивается;
-
— связывание газа путем сорбции, химических реакций или конденсации обычно в замкнутой вакуумной системе.
На рисунке 2 приведены диапазоны давлений для различных типов вакуумных насосов.

Насосы объемного типа используются для откачки газа в диапазоне от 10 5 до 10 -1 Па. В этих насосах откачка осуществляется за счет периодического изменения объема рабочей камеры.
Действие механических молекулярных насосов обусловлено переносом газа движущимися поверхностями твердого тела. Диапазон рабочих давлений от 10 2 до 10 -8 Па.
Пароструйные насосы осуществляют откачку путем сообщения молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости, в направлении откачки непрерывно истекающей струи пара рабочей жидкости. Диапазон рабочих давлений 10 до 10 -9 Па.
Сорбционные насосы осуществляют откачку газов за счет их сорбции на поверхности или в объеме твердых тел. Диапазон рабочих давлений от 10 5 до 10-6 Па. Действие ионно-сорбционных насосов основано на удалении газов в виде ионов за счет электрического поля и сорбции газов на охлажденных поверхностях. Область рабочих давлений от 10 до 10-11 Па.
Криогенные насосы осуществляют откачку путем конденсации откачиваемых газов и паров на поверхностях, охлаждаемых до сверхнизких (криогенных) температур. Разновидностями криогенных насосов являются конденсационные и криосорбционные насосы. Диапазон действий давлений от 10 до 10 -11 Па.
Для характеристики вакуумных насосов обычно применяют четыре основных параметра:
-
— быстрота действия насоса 3Н;
-
— предельное давление насоса рпр;
-
— давление запуска вакуумного насоса рЗ;
-
— наибольшее выпускное давление рвып.
Предельное давление насоса рпр это минимальное давление, которое может обеспечить насос, работая без откачиваемого объекта. Быстрота действия насоса при приближении к предельному давлению стремится к нулю. Предельное давление большинства вакуумных насосов определяется газовыделением материалов, из которых изготовлен насос, перетеканием газов через зазоры и другими явлениями, возникающими в процессе откачки.
Давление запуска вакуумного насоса рЗ — это максимальное давление во входном сечении насоса, при котором он может начать работу.
Наибольшее выпускное давление рвып — максимальное давление в выходном сечении насоса, при котором он может осуществлять работу.