Мы как-то обсуждали механический форвакуумный насос. Но «форвакуум» – это вакуум как бы предварительный (максимум 10−3 мм рт. ст., это около 1 Па), что же он предваряет? Очевидно, более высокие разрежения, которые дают более затейливые насосы.
Вот, например насос диффузионный. Из названия чувствуется, должно в нем быть что-то диффузионное.
Схематично его работу можно представить себе так: есть у нас камера, в которой мы уже создали предварительное разрежение. Болтается в камере немного воздуха и надо его оттуда выковырять.
Подключаем к камере диффузионный насос, они становятся одной системой с общим объемом. В насосе есть емкость с маслом и нагреватель (тогда говорят, что насос паромасляного типа).
Из этого нагретого масла создается мощная паровая струя. Она строго направлена и не распыляется по общему с откачиваемой камерой объему.
Напротив, остатки воздуха или другого газа из камеры постепенно увлекаются этой струей, попадают в камеру разделения и дальше на выхлоп, в насос предыдущей ступени.
Так вот молекулы газа, который надо откачать, перемещаются по камере за счет самодиффузии и благодаря чему и попадают в струю пара. Отсюда и название насоса.
Стоит сказать, что если вакуум в камере недостаточно высокий и газа в камере сравнительно много так, что между ним и паровой струей может образоваться пограничный слой, то газ будет увлекаться за счет внутреннего трения как бы слоями. Тогда насос работает эжекторном режиме.
Занятная штука в общем. Струя пара, кстати, часто движется со сверхзвуковой скоростью. Благодаря этому диффузионный насос сравнительно быстро может довести вакуум до уровня 10-7 мм рт. ст.
Чтобы представить себе насколько вакуумистый вакуум создают такие насосы, можно сказать, что форвакуумный насос создает такое же давление, какое наблюдается на высоте около 100 км над землей, а диффузионный – как на высоте 400 км. Где-то на этой высоте МКС летает.