8.3.1 Паромасляные насосы
Эти насосы используют горячую плиту для кипения масла, которое затем формирует ряд концентрических струй пара. Струи пара захватывают молекулы воздуха из микроскопа и перемещают их к холодной поверхности, на которой пар конденсируется и высвобождает, как показано на рисунке 8.2, которые уносятся механическим насосом подключенный к паромасляному насосу. Хотя это может показаться неэффективным способом для откачки воздуха, однако, паромасляные насосы могут перекачивать более ста литров воздуха в секунду, что вполне достаточно для откачки ПЭМ колонны. Не имея движущихся частей, диффузионные насосы являются недорогими и очень надежными, но они нуждаются во внешнем охлаждении водой, для конденсации пара. Выход из строя охлаждающей системы и выгорания горячей плиты, две возможные причины их отказа. Отсутствие движущихся частей обеспечивает отсутствие вибрации.
Как и механический насос, паромасляный насос может загрязнять вакуум в ПЭМ, если пары масла просочатся в колонну микроскопа. Для минимизации этого необходимо использовать синтетические неуглеводородные масла с низким давлением паров, таких как FomblinTM или SantovacTM(нельзя использовать силиконовые масла). Охлаждаемые жидким азотом ловушки находятся на верхней части насоса и конденсируют любые остаточные молекулы масла. Диффузионные насосы способны очень эффективно откачивать воздух до давлений от ~10-1 до 10-9 Па (10-11 мм.рт.ст).
Рисунок 8.2 Принцип работы паромасляного насоса. Пластина нагревателя в основании насоса выпаривает синтетическое масло. Расширение паров масла при кипячении создает давление, которое заставляет пары подниматься по центральной колонке и выходить из нескольких отверстий. Поток паров масла увлекает с собой молекулы газа из верхней части насоса вниз к основанию, где конденсируется масло и освободившиеся молекулы воздуха откачиваются механическим насосом.