Ртутно-поршневой насос

Насос Гейслера — Тёплера.

Рту́тно-поршнево́й насо́с — разновидность механических вакуумных насосов с использованием ртути. Были широко распространены в лабораторной и промышленной вакуумной технике середины 19-го — начала 20-го веков.

В настоящее время полностью вышли из употребления и представляют только исторический интерес. Достигаемые значения вакуума до 10−8 атмосферы (~10−3 Па) — давление насыщенного пара ртути при рабочей температуре.

История

Один из первых насосов такого рода — насос Гейслера — Тёплера — был создан в 1862 году. Работа с этим насосом требовала очень больших физических усилий и времени[1].

Схема ртутно-поршневого насоса Шпренгеля. Создаёт вакуум с давлением до 1 мПа.

Позднее большее распространение получила конструкция Шпренгеля, описанная в 1865 году[2].

Собственную конструкцию насоса в 1874 году предлагал Д. И. Менделеев[1][3].

В 1905 году немецкий физик Вольфганг Геде усовершенствовал насос Гейслера — Тёплера, заменив поступательное движение вращательным, что существенно упростило использование насоса [4][5].

Принцип действия

Простейший насос состоит из двух ёмкостей, соединённых вертикальной трубкой. В верхнюю ёмкость (В) периодически поступает небольшое количество ртути, которая под действием силы тяжести стекает в вертикальную трубку, и, далее, — в нижнюю ёмкость. Диаметр трубки выбирается достаточно малым (не более 2,5 - 2,75 мм), чтобы поверхностное натяжение капли ртути обеспечивало перекрывание сечения трубки, не позволяя воздуху проходить по трубке снизу вверх. При этом темп подачи ртути по каплям подбирался так, чтобы в вертикальной трубке постоянно находилось несколько капель, разделённых воздушными промежутками. Каждый раз, когда новая капля перекрывала сечение трубки, в воздушный промежуток под каплей из верхней ёмкости захватывалось немного воздуха.

Ртуть в этих насосах в качестве жидкости выбрана за малое давление насыщенных паров (что позволяет получить достаточно глубокий вакуум) и большую плотность (что не даёт атмосферному давлению на каплю снизу превысить силу притяжения капли к Земле).

Примечания

  1. ↑ 1 2 ИЗОБРЕТЕНИЕ, ДАВШЕЕ ДОРОГУ ОТКРЫТИЯМ Архивная копия от 5 декабря 2014 на Wayback Machine / ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 73, № 8, с. 744—748 (2003)
  2. ↑ Journ. of Chemical Soc. 1865. N 3. P. 594.
  3. ↑ Менделеев Д. И. Собр. соч. Т. 6. М.—Л., 1936. С. 203
  4. ↑ Вакуум: от натурфилософии до диффузионного насоса Архивная копия от 10 июня 2009 на Wayback Machine. М:. НПК «Интелвак», 2001
  5. ↑ Gaede W. Demonstration einer rotierenden Quecksilberluftpumpe // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaftt. 1905. № 14/21. S. 287—290.