4.5. Гарячі (термічні) уловлювачі
Принцип дії термічних уловлювачів базується на розкладі пари робочої рідини (масла) на легко відкачувані гази (Н2, СО, СО2) і вуглець при її сильному нагріванні. Отже, зворотний потік пари масла можна значно зменшити, якщо розмістити між дифузійним насосом та відкачуваним об'ємом оптично непрозорий масловідбивач 2, який нагрівається до високої температури (рис. 4.12). Попадаючи на нього, молекули масла розкладаються на вуглець, який осідає на стінках 1 уловлювача і служить поглиначем для молекул парів і газів, та газоподібні компоненти, які відкачуються дифузійним насосом.
Гарячі уловлювачі можна розміщувати з боку насосів попереднього розрідження для того, щоб запобігти попаданню у високовакуумний насос парів летких масел.
Оптимальна робоча температура гарячого уловлювача залежить від сорту масла і не перевищує 500 °С.
4.6. Електричні (газорозрядні) уловлювачі
При відкачці об'ємів механічними вакуумними насосами з масляним ущільненням поряд з адсорбційними уловлювачами застосовують електричні (іонні) уловлювачі.
Робота електричних уловлювачів базується на тому, що молекули пари робочої рідини, попадаючи в розрядний проміжок, можуть збуджуватися, іонізуватися або дисоціювати при зіткненнях з електронами у вільному просторі. Крім того, молекули, адсорбовані на стінках уловлювача, можуть також дисоціювати на більш легкі складові та вуглець під впливом іонного бомбардування.
Збуджені молекули органічних сполук мають підвищений нахил до адсорбції та полімеризації й утворюють стійку плівку на стінках уловлювача, яка має гетерні властивості. Частина молекул пари, яка перейшла в іонізований стан, під дією електричного поля може прямувати в бік насоса або на стінку уловлювача, сприяючи полімеризації вуглеводнів. Газоподібні компоненти, які утворилися при дисоціації, відкачуються насосом, а вуглець осідає на стінках уловлювача.
У більшості електричних уловлювачів мають місце всі перераховані явища, але ймовірність їх проходження залежить від обраного типу розряду та густини розрядного струму.
На рис. 4.13 показано схематичну будову газорозрядного масляного уловлювача з розжарюваним катодом 1 та коаксіально розташованим анодом 2. У цьому випадку електрони, емітовані вольфрамовим катодом, є основним джерелом збудження, іонізації та дисоціації молекул масла і залишкового газу. Крім того, розжарений катод тут виконує також роль гарячого уловлювача.
В умовах, схематично зображених на рис. 4.14, використано тліючий розряд інверсно-магнетронного типу. Корпус 1 уловлювача є катодом, а центральний стрижень 2 служить анодом і знаходиться під напругою в декілька кіловольт. Зовнішній магніт 3 створює аксіально-симетричне магнітне поле. Таке розташування електричного та магнітного полів змушує електрони, які вийшли з катода під впливом вторинної іонно-електронної емісії, описувати циклоїдні траєкторії (рис. 4.14) і проходити великий шлях, перш ніж вони досягнуть анода.
У цих умовах відбувається ефективна іонізація залишкових газів та пари масла, а катод (корпус уловлювача) зазнає інтенсивного іонного бомбардування. Хоча молекули пари масла зтикаються з електронами і в розрядному проміжку, але в умовах високого вакууму вирішальну роль грає розклад вуглеводнів та їх полімеризація за рахунок іонного бомбардування молекул пари, адсорбованих на стінках (катоді) уловлювача. Для збільшення потоку пари до катода використовують відбивачі 4, розташовані в охолоджуваній зоні уловлювача. Під час співудару іонів з холодним катодом вибиваються нові електрони, які підтримують розряд і одночасно забезпечують ефективне протікання процесу полімеризації.
Мас-спектрометричні дослідження, проведені на вакуумній системі з електричним уловлювачем, показали, що парціальний тиск пари робочої рідини зменшується приблизно в 100 разів, тиск пари води - у 4 рази, а кисень зникає практично повністю.
Електричні уловлювачі з холодним катодом можна успішно використовувати і на лініях попереднього розрідження, адже інверсно-мегнетронний розряд досить стійко горить до тисків ~10-2 мм.рт.ст.