Просмотр кода страницы Вакуумный насос

'''Вакуумный насос''' — устройство, служащее для удаления (откачки) [[газ]]ов или [[пар]]ов до определённого уровня давления (технического [[вакуум]]а).

== История развития вакуумной техники ==
Началом научного этапа в развитии вакуумной техники можно считать 1643 г., когда [[Торричелли, Эванджелиста|Торричелли]] впервые измерил атмосферное давление. Около [[1650 год]]а [[Отто фон Герике]] изобрел механический поршневой насос с водяным уплотнителем. Изучалось поведение различных систем и живых организмов в вакууме<ref>В. П. Борисов (Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН.), [http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/VRAN/03_09/PUMP.HTM ИЗОБРЕТЕНИЕ, ДАВШЕЕ ДОРОГУ ОТКРЫТИЯМ] {{Wayback|url=http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/VRAN/03_09/PUMP.HTM |date=20141205181746 }}: В 2002 г. исполнилось 400 лет со дня рождения изобретателя вакуумного насоса Отто фон Герике. // ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 73, № 8, с. 744—748 (2003)</ref>.

Наконец, во второй половине XIX в. человечество шагнуло в технологический этап создания вакуумных приборов и техники. Это было связано с изобретением [[Ртутно-поршневой насос|ртутно-поршневого насоса]] в [[1862 год в науке|1862 году]] и потребностью в вакуумировании со стороны нарождающейся электроламповой промышленности<ref>В. П. Борисов, [http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/VIET/VACUUM.HTM Изобретение вакуумного насоса и крушение догмы «Боязни Пустоты»] {{Wayback|url=http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/VIET/VACUUM.HTM |date=20140515140944 }} // Вопросы истории естествознания и техники, № 4, 2002</ref>. Начинают изобретаться такие вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный ([[Дьюар, Джеймс|Дж. Дьюар]], 1906), [[Молекулярный насос|молекулярный]] (Геде, 1912), [[Ртутный пароструйный диффузный насос|диффузионный]] (Геде, 1913)<ref>*{{книга
 |автор         = Борисов В.П.
 |часть         = Глава 4. Формирование основ современной вакуумной техники
 |ссылка часть  = http://www.vacuum.ru/file/misc/borisov/vacuum/part4.html
 |заглавие      = Вакуум: от натурфилософии до диффузионного насоса

 |место         = М.
 |издательство  = НПК «Интелвак»
 |год           = 2001

 |ref           = Борисов
}}</ref>; [[манометр]]ы: компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой ([[Пирани, Марселло|М. Пирани]], 1909), ионизационный (О. Бакли, 1916).

В СССР становление вакуумной техники началось с организации вакуумной лаборатории на ленинградском [[Светлана (компания)|заводе «Светлана»]]<ref>«Светлана»: История Ленинградского объединения электронного приборостроения «Светлана» — Л.:Лениздат, 1986. — 246 с., ил.</ref>. Началось бурное развитие электроники и новых методов физики.

== Принципы работы ==
Объёмные насосы осуществляют откачку за счёт периодического изменения объёма рабочей камеры. В основном они используются для получения предварительного разрежения ([[форвакуум]]а). К ним относятся поршневые, [[Водокольцевой насос|жидкостно-кольцевые]], [[Пластинчатая гидромашина|пластинчато-роторные]] и ротационные (вращательные, роторно-кулачковые). Наибольшее распространение в вакуумной технике получили вращательные и пластинчато-роторные насосы.
[[Файл:Rotary piston pump.svg|thumb|Схема ротационного насоса: 1, 3 — лопасти, 2 — кожух]]
К высоковакуумным механическим насосам относятся: пароструйные насосы (парортутные и паромасляные), [[Турбомолекулярный насос|турбомолекулярные]] и [[Молекулярный насос|молекулярные]] насосы, для их работы необходим форвакуум.
Молекулярные насосы осуществляют откачку за счёт передачи молекулам газа количества движения от твёрдой, жидкой или парообразной быстродвижущейся поверхности. К ним относятся водоструйные, [[эжектор]]ные, диффузионные молекулярные насосы с одинаковым направлением движения откачивающей поверхности и молекул газа и турбомолекулярные насосы с взаимно перпендикулярным движением твёрдых поверхностей и откачиваемого газа.

== Классификация ==
Вакуумные насосы классифицируют как по типу вакуума, так и по устройству. Область давлений, с которой имеет дело {{cl|вакуумная техника}}, охватывает диапазон от 10<sup>5</sup> до 10<sup>−12</sup> Па. Степень вакуума характеризуется [[Число Кнудсена|числом Кнудсена]] <math>Kn</math>, определяемое как отношение средней длины свободного пробега [[Молекула|молекул]] газа <math>\lambda</math> к линейному эффективному размеру вакуумного элемента <math>L.</math>
Эффективным размером принимается, например, расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами прибора, размер пор в пористых телах.

Вакуумные насосы по назначению подразделяются на сверхвысоковакуумные, высоковакуумные, средневакуумные и низковакуумные, а в зависимости от принципа действия — на механические и физико-химические. Условно весь диапазон давлений для реальных размеров вакуумных приборов может быть разделён на поддиапазоны следующим образом<ref>[http://nano.nnov.ru/UserFiles/seminar/92_pestov.ppt Понятие вакуума. Вакуумная техника. // ИФМ РАН.]{{Недоступная ссылка}}</ref>:
* Низкий вакуум:
: <math>\lambda \ll L;</math>
: <math>Kn \le 5 \cdot 10^{-3};</math>
: давление 10<sup>5</sup>…10<sup>2</sup> Па (10<sup>3</sup>…10<sup>0</sup> мм рт. ст.).

* Средний вакуум:
: <math>\lambda \ge L;</math>
: <math>5 \cdot 10^{-3} < Kn < 1/3;</math>
: давление 10<sup>2</sup>…10<sup>−1</sup> Па (10<sup>0</sup>…10<sup>−3</sup> мм рт. ст.).

* Высокий вакуум:
: <math>\lambda > L;</math>
: <math>Kn \ge 1/3;</math>
: давление 10<sup>−1</sup>…10<sup>−5</sup> Па (10<sup>−3</sup>…10<sup>−7</sup> мм рт. ст.).

* Сверхвысокий вакуум:
: <math>\lambda \gg L;</math>
: <math>Kn \gg 1/3;</math>
: давление 10<sup>−5</sup> Па и ниже (10<sup>−7</sup>…10<sup>−11</sup> мм рт. ст.).

=== Классификация насосов по конструктивному признаку ===
[[Файл:Klasifikacia vakuumnyh nasosov.jpg|thumb]]

* Механические
** Поршневые (в том числе [[Ртутно-поршневой насос|ртутно-поршневые]])
** Диафрагменные
** Пластинчато-роторные (в том числе [[Водокольцевой насос|водокольцевые]])
** Винтовые
** Рутса
** Золотниковые
** Спиральные
* Магниторазрядные
* [[Эжектор|Струйные]]
** Паромасляные диффузионные
** Паромасляные бустерные
* Сорбционные
* Криогенные

Вакуумные насосы также делят по физическим принципам их работы на газопереносные насосы и газосвязывающие насосы.
Газопереносные насосы транспортируют частицы либо через некий рабочий объём (поршневые насосы), либо путём передачи механического импульса частице (за счет столкновения). Некоторые насосы нуждаются в [[Молекулярное течение|молекулярном течении]] переносимого вещества, другие — в [[Ламинарный поток|ламинарном]].
Механические насосы подразделяются на объёмные и молекулярные.

== Применение ==
Для получения той или иной степени вакуума требуются соответствующие насосы или их комбинация. Выбор насоса определяется родом и количеством пропускаемых насосом газов и диапазоном рабочих давлений насоса и его параметрами. Не существует такого насоса, с помощью которого можно было бы обеспечить получение вакуума во всем диапазоне давлений с приемлемой эффективностью.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* [https://books.google.ru/books?id=l6ylS_KX_LEC&pg=PA134&dq=глава+вакуумные+насосы+и+агрегаты Вакуумные системы технологического оборудования] — МГИУ, 2010 — ISBN 978-5-276-01800-3, глава 3 Вакуумные насосы и агрегаты, 3.1 Классификация и общие положения
* Л. Н. Розанов «Вакуумная техника», — Москва: Высшая школа, 1982г;
* Б. И. Королёв «Основы вакуумной техники», 1958 г.
* [[Е. П. Шешин]] «Вакуумные технологии», — М.: Интеллект, 2009 г.
* ''Ворончев Т. А., Соболев В. Д.'' Физические основы электровакуумной техники. — М., Высшая школа, 1967. — 351 с.
* [https://mskvac.ru/articles/ustroistvo-nvr-maslouplot Устройство, правила эксплуатации вакуумных пластинчато-роторных насосов с масляным уплотнением.]{{commonscat-inline}}

{{Химическая лаборатория}}

[[Категория:Вакуумные насосы| ]]
[[Категория:Вакуумная техника]]
[[Категория:Насосы]]
[[Категория:Лабораторное оборудование]]
[[Категория:Инструменты и технологии монтажа холодильного оборудования]]