Колебания давления в откачиваемом объеме, т. е. на входе диффузионного насоса, в процессе работы вызываются несколькими причинами. При работе пароструйного насоса в откачиваемый объем непрерывно поступают газ и пары рабочей жидкости из струи сопла. Содержание газа в паровой струе связано с чистотой рабочей жидкости, термическим крекингом масла, происходящим в кипятильнике насоса. Молекулярный вес продуктов крекинга рабочей жидкости, содержащихся в струе, может быть значительно меньше молекулярного веса рабочего вещества.

Температура охлаждаемых стенок насоса часто недостаточна для конденсации на ней продуктов крекинга. Несконденсированные пары и остаточные газы продиффундируют в откачиваемый объем. Миграция паров рабочей жидкости для масляных диффузионных насосов может достичь нескольких кубических сантиметров в час. Наличие загрязнений рабочей жидкости и миграции продуктов крекинга приводит к снижению предельного вакуума, загрязнению откачиваемого объема и к уменьшению количества рабочей жидкости в подогревателе, что ограничивает срок службы насоса без вскрытия.

В процессе работы диффузионного насоса при некоторых условиях газ поступает в область высокого вакуума в результате его диффузии из области предварительного разрежения. При увеличении давления со стороны форвакуума происходит последовательный или ступенчатый прорыв газа через все ступени насоса. При этом газ протекает по образовавшемуся каналу в сторону высокого вакуума до тех пор, пока перепад давлений не уменьшится до восстановления откачивающей способности насоса. Смена периодов работы и прорыва может происходить с частотой 0,2 гц и сопровождаться резкими колебаниями давлений на стороне высокого вакуума. Для устранения этого явления необходимо уменьшить давление на выходе насоса с помощью бустерного насоса или дополнительных сопел, выполняющих роль бустера.

Для нормальной работы диффузионного насоса требуется определенная мощность подогрева кипятильника. При снижении мощности уменьшается плотность струи масла у сопел, снижается быстрота откачки насоса, возникают колебания давления в откачиваемом объеме. При увеличении мощности подогрева приходится иметь дело также с нестабильностью давления и с резким возрастанием миграции масла. Кроме того, срок службы насоса уменьшается.

Важное свойство, способствующее нормальной и стабильной работе паромасляных насосов, связано с их способностью к восстановлению характеристик после аварийного прорыва атмосферы в систему, когда горячее масло соприкасается с воздухом. При этом происходит окисление масла и его разложение, что ухудшает характеристики насоса, увеличивает миграцию масла в откачиваемый объем, а в бустерных насосах увеличивает вынос масла в сторону насоса предварительного разрежения. Однако если контакт был непродолжительным, то после выноса продуктов окисления и разложения из масла после работы под вакуумом в течение некоторого срока качество масла может восстановиться.

Для нормальной работы диффузионного насоса его стенки необходимо охлаждать. В отечественных насосах применяют два способа водяного охлаждения- с помощью змеевика из медных труб, напаянного по всей длине на корпусе насоса, и с помощью водяной рубашки. Для насосов малой мощности допускается применение принудительного воздушного охлаждения с помощью вентилятора. Корпус насоса в этом случае снабжается радиаторными крыльями Система охлаждения конструируется с таким расчетом, чтобы поддерживать в рабочем состоянии температуру стенок насоса заведомо ниже температуры конденсации рабочей жидкости. Для масляных насосов эта температура не должна превышать 28—30° С. При увеличении температуры стенок в результате недостаточного охлаждения насоса происходит перегрев масла, увеличивается скорость разложения (крекинга), ухудшается предельный вакуум, возрастает скорость миграции масла в откачиваемый объем. Для бустерных насосов также увеличивается скорость выноса масла.

Расход охлаждающей воды должен быть порядка 1 л/мин для насосов Н-1С и ЦВЛ-100 и около 2 л/мин для насоса типа Н-5С.

При эксплуатации насосов с водяным охлаждением приходится считаться с процессами накипеобразования и загрязнения охлаждающей системы взвесями, содержащимися в воде, а также с коррозией металла. В некоторых случаях рост осадка приводит к полной закупорке системы охлаждения и выходу насоса из строя, так как эффективных способов борьбы против засорения труб нет. Известно лишь, что лучшие результаты против накипеобразования и выделения органических осадков дает применение меди в качестве конструктивного материала и тщательная обработка поверхности охлаждающей системы.

Таблица 20 Возможные неисправности диффузионных насосов и способы их устранения

Продолжение табл. 20