Получение вакуума, ртутный вращающийся насос Геде

Ртутно-поршневой насос — вещь очень неплохая. Если не брать его производительность. Тягать туда-сюда сосуд с ртутью нетехнологично.

Выход был найден — абсолютно на этом же принципе вытеснения воздуха ртутью в 1905 году Геде построил ртутный вращающийся насос…

Речь идет именно о ртутном вращающемся насосе Геде, а не о других его насосах — молекулярном (1912 год) и диффузном (1913 год). Несмотря на то, что другие его насосы более прогрессивные, но именно вращающийся насос был самым популярным на радоламповых производствах десятки лет — фактически до 30-х годов прошлого века, когда появились методы так называемой «темной откачки» ламп, которые снизили требование к вакууму. Если лампа имеет вверху зеркальную часть — это «темная откачка».

Отмечаю еще раз — этот насос не лабораторный прибор-демонстратор технологии. Это реальная вещь, востребованная на производстве, и отработавшая на производстве десятки лет. Итак, смотрим его схему.

Насос состоит из чугунного кожуха G, заполняемого ртутью до уровня выше половины. Как правило, передняя стенка закрыта зеркальным стеклом B, чтобы можно было контролировать процесс. В кожухе вращается фарфоровый или железный эмалированный барабан t, имеющий внутри камеры w, которые соединяются в осевой части под ртутью. Каждая из трех камер по периферии имеет канал с выходом наружу. В каждой камере есть отверстие f, в которое засасывается откачиваемый воздух из трубки R.

При вращении барабана в объем камеры (на рисунке — камеры w1) всасывается воздух, потом отверстие уходит под поверхность ртути и воздух через боковые каналы вытесняется в пространство кожуха над ртутью. Чтобы насос работал эффективно, уровень ртути внутри барабана и снаружи его не должен отличаться более, чем на 10 мм. Чтобы этого достичь, можно подключить форвакуумный насос, который дает давление порядка 10 мм ртутного столба. Это может быть и простой струйный насос.

Скорость откачки и глубина вакуума сильно зависят от чистоты ртути и ее сухости, поэтому желательно входящий газ сушить.

Производительность насоса достаточно неплохая. За 30 минут насос откачивает воздух из сосуда в 6.5 литров и добивается вакуума 7 х 10^-5 мм рт. ст.

Есть и недостатки. Если вдруг откачиваемый сосуд лопнет или неосторожно откроют вакуумный вентиль — то входящий воздух сильно бьет барабан ртутью. Фарфоровый барабан при этом часто ломается, а у железного эмалированного скалывается эмаль и он начинает пропускать газ через поры железа.

Как видно — штука получается достаточно сложная и дорогая.

Однако, самые сложные вещи в ней — это вакуумные уплотнители.

Само устройство барабана не требует высокой точности изготовления, там везде очень большие зазоры. Самая точная часть — выход вала, но он находится ниже уровня ртути, что несколько упрощает вопрос.

В общем — если у вас уже работает хоть какая-нибудь паровая машина, то у вас есть достаточный технологический уровень для постройки вращающегося насоса Геде.