Диффузионные насосы с точки зрения принципа их действия за последнее время не претерпели существенных усовершенствований.

Однако прежде чем определить условия достижения диффузионным насосом низких предельных давлений, полезно рассмотреть в общих чертах принципы его действия.

В основе работы насоса лежит явление диффузии газа в струе пара, образующегося в результате кипения рабочей жидкости (масла или ртути). Пар проходит по паропроводу и выходит в откачиваемое пространство через кольцевое тарельчатое сопло, которое разворачивает струю пара на 180° и направляет ее вдоль внешней стороны паропровода (рис. 3.1).

Плотность пара в сопле намного выше плотности газа, откачиваемого из вакуумной системы, поэтому молекулы газа диффундируют в струю пара и уносятся вместе с ним к стенке корпуса насоса; пар конденсируется на охлаждаемой водой стенке, а газ, который теперь имеет большую плотность по сравнению с газом у впускного отверстия, перетекает к соплу следующей ступени, где процесс повторяется.

Рис. 3.1 Трехступенчатый диффузионный насос. 1— сопло 1 ступени; 2 — сопло II ступени; 3 — сопло III ступени; 4 — рабочая жидкость:; 5 — нагреватель; 6 — эжектор.

Пройдя все ступени диффузионного насоса, газ поступает на вход ротационного форвакуумного насоса, с помощью которого и удаляется окончательно. Современные насосы обычно снабжены боковым соплом или эжектором1) для увеличения давления на выхлопе насоса, что позволяет использовать насос при более высоком давлении форвакуума (рис. 3.1).