ГАЗОВЫЙ МИКРОНАСОС (патент РФ 2 462 615)

Изобретение относится к классу молекулярных газовых насосов, использующих эффект теплового скольжения газа вдоль неравномерно нагретых стенок для создания откачки. Насосы такого типа могут быть использованы для откачки газа из микроустройств или в микроаналитических системах, анализирующих малые объемы газов. Газовый микронасос содержит разделительные цилиндрические непрерывные трубки, состоящие по меньшей мере из двух чередующихся ступеней последовательно соединенных трубок малого и большого радиуса. Один конец трубок является горячей зоной, а противоположный — холодной зоной. Конструкция насоса состоит из чередующихся прямых трубок большого радиуса R и изогнутых трубок U-образной формы малого радиуса r. При этом трубки U-образной формы выполнены из материала аэрогеля, причем горячая и холодная зоны зона представляют собой силиконовые чипы цилиндрической формы, а поверхность силиконового чипа горячей зоны содержит золотую пленку. Газовый насос обладает большей эффективностью, чем его известные аналоги, за счет повышенного эффекта теплового скольжения в изогнутых U-образных трубках. Изогнутые трубки позволяют создавать более гибкие конструкции, уменьшая размеры насосов.

Технический результат изобретения — увеличение эффективности и уменьшение габаритных размеров насоса, работающего за счет эффекта теплового скольжения, путем изменения формы и относительных размеров элементов конструкции. Необходимо устранить основной недостаток классического насоса — невысокую эффективность при работе в свободно-молекулярном режиме, созданном в узких и широких трубках.

Технический результат достигается за счет того, что в газовом микронасосе, содержащем разделительные цилиндрические непрерывные трубки, состоящие по меньшей мере из двух чередующихся ступеней последовательно соединенных трубок малого и большого радиуса, при этом один конец трубок является горячей зоной, а противоположный — холодной зоной, согласно изобретению конструкция насоса состоит из чередующихся прямых трубок большого радиуса R и изогнутых трубок U-образной формы малого радиуса r, а оптимальный режим работы микронасоса осуществляется при следующих соотношениях параметров: отношение большого радиуса R прямой трубки к малому радиусу r трубки U-образной формы лежит в интервале величин R/r=2-10000 при отношении температуры T2 горячей зоны к температуре T1 холодной зоны T2/T1=1,1-3,0, причем размеры длины и радиуса прямой трубки и трубки U-образной формы выбирают таким образом, чтобы обеспечить указанное изменение температуры газа от температуры горячей зоны до температуры холодной зоны.