Масло в диффузионном насосе обращается по замкнутому кру­гу — кипятильник, паропровод, сопло, корпус, кипятильник. Вакуум­ные характеристики насоса зависят от плотности и скорости струи и качества пара, которое определяется конструкцией сопла и состоя­нием паропровода, в частности его температурой. Как показывает опыт, температура стенок паропровода и сопла поддерживается на уровне, близком к температуре пара Главным источником тепла, за счет которого поддерживается эта температура, является теплота конденсации inapa.

В паропроводах современных насосов существуют условия не только для конденсации пара на стенках, но и для обра­зования тумана в потоке В результате проходящий через сопло пар в действительности является влажным паром, содержащим взвешен­ные частички вакуумного масла. Чем больше разница между темпе­ратурой сопла и температурой пара в кипятильнике, тем лучше условия для конденсации пара и образования тумана, тем хуже вакуумные характеристики насоса — быстрота действия, предельное остаточное давление и наибольшее рабочее давление. В этой связи становится очевидным, какое отрицательное действие должно оказы­вать осмоление паропровода и сопла, увеличивающее их теплоотдачу и теплоемкость.

Уровень и соотношение температур различных частей насоса зависят не только от состояния поверхностей, но и от мощности, потребляемой нагревателем, температу­ры и количества воды, подаваемой на охлаждение кор­пуса насоса. Так, например, при температуре корпуса более 400C нарушается нормальная работа большинства диффузионных насосов, так как изменяются условия кон­денсации пара на внутренней поверхности корпуса насо­са. Для справки можно отметить, что температура внут­ренней поверхности корпуса насоса выше температуры воды в данном месте системы охлаждения на 0,3—0,50C в случае системы охлаждения „рубашкой" и на 0,7— 1,00C в случае охлаждения змеевиком.

Номинальные характеристики большинства диффузионных насосов могут сохраняться лишь при температуре корпуса насоса в месте конденсации пара масла 30—35°С. Это наклады­ дает ограничения на температуру воды на входе в систе­му охлаждения и на расход воды. При номинальном рас­ходе и температуре воды на вход$ в систему охлаждения около 2O0C температура воды на выходе из системы охлаждения на 2—3°С выше температуры на входе. Эта разница температур практически линейно увеличивается с понижением расхода воды. При температуре воды на входе, равной 2O0C, насос сохраняет работоспособность при снижении расхода воды в 2-—з раза. Однако при этом уже заметно изменяются его вакуумные характери­стики. На рис. 3-7 и 3-8 показано влияние температуры

и расхода воды на быстроту действия и предельное оста­точное давление, получаемое с помощью диффузионного насоса. Здесь и дальше, кроме случаев, оговоренных в подрисуночной надписи, графики, приведенные на рисун­ках, результат некоторого усредценИя по различным на­сосам.

Поэтому они изображены в относительных едини­цах, где за единицу принято номинальное значение па­раметра. В дополнение к рисункам следует заметить, что температура (до 35—400C) и расход охлаждающей воды практически не влияют на наибольшее выпускное дав­ление диффузионного насоса.

В процессе эксплуатации диффузионных насосов с системой охлаждения „рубашкой" могут возникать так называемые воздушные пробки. Воздушная пробка такое явление, когда какая-то часть „рубашки" заполняется воздухом, а вода перетекает по соседним участкам. В этом месте происходит перегрев корпуса насоса. В ре­зультате нарушается его нормальная работа. Чтобы ликвидировать пробку, нет необходимости выключать насос, прекращать откачку. В большинстве случаев бы­вает достаточно дать заведомо много больший напор во­ды. Если это не помогает, то производят продувку ,,ру­башки" сжатым воздухом до полного удаления воды. При последующем заполнении системы охлаждения во­дой обычно пробка вновь не возникает.

Частое возник­новение воздушных пробок свидетельствует о скором выходе системы охлаждения из строя.

Восстановление вышедших из строя ,,рубашек" про­мывкой кислотами или другими способами экономически нецелесообразно. Обычно их срезают и приваривают но­вые.

Чтобы избежать этого, в процессе эксплуатации необходимо соблюдать меры предосторожности, обеспе­чивающие сохранность систем охлаждения. Не следует допускать подачу воды в систе­му охлаждения, нагретую до 80—100°С; нельзя оставлять на длительное время (недели, ме­сяцы) стоячую воду в системе охлаждения; систему охлажде­ния необходимо периодически промывать большим напором воды с последующей продув­кой сжатым воздухом; содер­жание взвесей в воде для ох­лаждения не должно быть бо­лее 5 мг/л.

Большое влияние на ра­боту диффузионного насоса оказывает изменение мощно­сти нагревателя. Типичные за­висимости быстроты действия и наибольшего выпуск­ного давления от мощности, потребляемой нагревателем, представлены на рис. 3-9. При мощности ниже номиналь­ной в результате уменьшения плотности струи усилива­ется обратная диффузия газа через струю, что вызывает снижение быстроты действия.

Наоборот, при мощности выше номинальной плотность струи такова, что вообще затруднена диффузия газа в струю, что также вызывает снижение быстроты действия (кривая 1 на рис. 3-9). Уплотнение струи последнего сопла по мере увеличения потребляемой насосом мощности ведет к непрерывному

росту наибольшего выпускного давления (кривая 2). Следует также отметить, что при мощности в 1,5—2 раза выше номинальной начинает быстро расти остаточное давление.

С изменением мощности, потребляемой нагревателем, вакуумные характеристики насоса меняются неодинаково для разных газов. Это свойство диффузионных насосов, в частности, используется в масс-спектрометрическом течеискателе для регулирования быстроты откачки гелия.

Правила эксплуатации и влияние различных факторов на характеристики диффузионных и бустерных насосов в основном одинаковы. Однако то, что бустерные насосы в отличие от диффузионных используются для откачки больших количеств газа при высоких впускных давлени­ях, ^орядка 10-2—10-1 Па (10~4—1(H мм рт. ст.), и ра­ботают при повышенных температуре и плотности пара, усиливает интенсивность термоокислительных процессов в них и повышает убыль масла. Поэтому при эксплуата­ции этих насосов рекомендуются более частые пополне­ние и смена масла.

Струя пара в бустерном насосе передает корпусу большее количество тепла, чем в диффузионном насосе. Поэтому на охлаждение бустерных насосов расходуется больше воды и у них наблюдается более сильная зависи­мость вакуумных характеристик от расхода и темпера­туры охлаждающей воды.

Для сохранения в процессе эксплуатации вакуумных характеристик пароструйных насосов важное значение имеет строгое соблюдение правил эксплуатации. К основ­ным правилам эксплуатации пароструйных насосов отно­сятся соблюдение последовательности включения и вы­ключения насоса; поддержание в заданных пределах мощности нагревателя, температуры и расхода охлаж­дающей воды, а также правильный выбор производитель­ности форвакуумного насоса.