Пароструйные вакуумные насосы

Бустерные насосы применяются для откачки боль­ших количеств газа из вакуумных установок при давле­ниях 10-1 - 10-4 мм рт. ст.

Основные требования, предъявляемые к характери­стикам бустерных насосов: большая быстрота действия в указанном диапазоне давлений и большая величина наибольшего выпускного давления.
Область рабочих давлений бустерных насосов ха­рактерна тем, что в ней режим течения откачиваемого газа является переходным от чисто вязкостного — на верхней границе диапазона (10-1 мм рт. ст.)— до чи­сто молекулярного — на нижней границе диапазона (10-4. мм рт. ст.) Эта особенность условий работы насо­са определяет в значительной мере механизм откачки газа насосом.
Увеличение газа паровой струей в бустерном насосе, как уже указывалось, обусловливается вязкостным тре­нием на границе струя — газ и диффузией газа в струю. При высоких давлениях определяющим является про­цесс вязкостного «захвата» газа, при низких давле­ниях— процесс диффузии. В связи с этим для лучшего откачивающего действия при высоких давлениях струя должна быть достаточно плотной, при низких же дав­лениях— достаточно разреженной. Но так как режим истечения паровой струи не зависит практически от дав­ления откачиваемого газа в рабочем диапазоне впускных давлений и в процессе откачки остается неизменным, то его приходится выбирать с таким расчетом, чтобы по­лучить достаточно высокую быстроту действия во всей рабочей области как при высоких, так и при низких давлениях. Естественно, что такой режим не будет оп­тимальным для работы в отдельности при высоких и низких давлениях, но будет оптимальным для всей об­ласти рабочих давлений в целом. Соответственно бы­строта действия насоса в зависимости от впускного дав­ления изображается кривой с максимумом при некото­ром среднем давлении для выбранной области рабочих давлений.
- Изменяя режим истечения паровой струи (например, изменением подводимой к насосу мощности), можно сдвигать максимум кривой в область высоких или низ­ких давлений.
В насосе БН-3, как и в большинстве других бустерных насосов подобного типа, кипятильник имеет размеры, несколько увеличенные в сравнении с диаметром корпу­са насоса. Это обусловлено тем, что количество тепла (мощность подогрева), необходимое для работы бустерного насоса, относительно велико, и потому во избежание больших удельных тепловых нагрузок на днище кипя­тильника приходится увеличивать его поверхность. Так, в насосе БН-3 удельная тепловая 'нагрузка составляет ~6 вт/см2 днища кипятильника. Уже при такой тепло­вой нагрузке оказывается довольно сильным бурление масла в кипятильнике насоса, ухудшающее теплопере­дачу от днища кипятильника к маслу и приводящее, кроме того, к нерациональной затрате мощности на под­нятие капелек жидкости с поверхности масла при бур­лении. Для спокойного кипения масла без бурления удельная тепловая нагрузка не должна превышать 3— 4 вт/см2. В конструкциях кипятильников, подобных ки­пятильнику насоса БН-3, удельные тепловые нагрузки обычно превышают эту величину, так как в противном случае габаритные размеры кипятильника оказывают­ся весьма значительными.
Вообще говоря, кипятильники такого типа наряду с их конструктивной простотой обладают рядом сущест­венных недостатков. Кроме только что указанного — больших тепловых нагрузок — следует отметить также значительные тепловые потери (~20% от подводимой мощности), и трудность осуществления слива рабочей жидкости из насоса и его промывки (наличие подвеши­ваемого снизу электронагревателя затрудняет возмож­ность устройства сливных трубок из кипятильника).