Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Схема типичного ларомасляного трехступенчатого Фракционирующего диффузионного насоса дана нв рис. 10.25. Первые две ступени насоса — зонтичного типа, третьи ступень — зжекторная. Для фракциоинравания рабочей жидкости в насосе вззделены трчбы, подводящие пар к ступеням, и на днище насоса установлен специальный лабиринт, образуемый Фракцнонирующими коль. нами. Кондеасат масла, стекающий по стенке карлуса 3 насоса в кипятильник, попадает через прорези в нижней -части внешнего, паропровода в простоаиство между внешней и внутрен. ними трубами; проходя по лабиринту во фракционнруюшем устройстве, рабочая жидкость испаряется, обедняясь по мере движения к внутренней трубе легкими фракциями с высоким давле. нием пара. Утяжеленная часть рабочей жидкости, состоящая нз фракций с низким давлеияем пара, поступает во внутреннюю трчбу н направляется к первой, высоковакуумной ступени, Лафбэрхаанячм ьагахм Рех.' 1э.зе.
схема еарамхсланага хнй Ауэианнега,эхаьсх е ьаьдушным аххэждэ неьм а легкие фракцня поступают во вторую н эжекторную ступени. Корпус 3 насоса н маслоотрзжатель ! охлаждаются водой. В ряде случаев, например в передвнжных установках. насосы с водяным охлаждением применять неудобно; тогда нспользуют насосы с принудительным воздушыым охлэжденнем (рнс. 10.26). Насос оклаждается вен'тнлятором 1, установленным ыа корпусе 2, для более эффективного ох- Гш рэе. 1е.э7. Однастуачачхтмя стехаяаяый яарергутный эасае: ловушка; 2 саахач 3 — нагрева- тели б — теаханэалаяня У кцаонних мэтеоыэ71ов нэсоса.
Один нз наиболее распространенных, применяемых главным образом в лаба. раторных услоннях, парортутных на. сосен — одноступенчатый стеклянный насос (рнс. 10.27), очень простой па устройству. Сопла 2 выполнега пялнядрнческнм. Танке нага.ы с ггшлнч. ными размерамы н хаоактернсйаханэ обычно нзготовляюг саян потрет'шлы. В металлическом паоортутно» трех. ступенчатом взсоге Н-50Р (анс. '.0.26) конфузор последней эжеьторнор ступени сл!акят одьовгеменно а трубкам, соеднняюшнм насос с выходной дисковой ловушкой. В свящ г тен, чуо давленые пара ртути прн нгсмаль. ной температуре веляь~ (0.1 Па) .для получення высоксго ваху; ма э откачнваемам сосуде ьечду пз; артур ным насосом ы отка п1ЬэемЫМ ~ "2 ЭШб необходнмо устананлнезть охлхждаемую до ыязкой температуры лостшку Прн нспользованяя ловушка.
хлаж. даемой жидким азотом. пэрортутн .' л'Й насос позволяет получить в хара оша обюгзжепной прн Т = 723 К скоте ме рэ = 10 ш Пз. Рабочие жидкости. Ртуть об1ада рядом преимуществ, обусловюл~ эх л ~ хее прнменение в качестве рабочей 1 зд ка' стн в высоковзкуумных насосах. од яа родность состава; стэбнльнссть гэо г йстэ 1 .Ть ЗЕ в процессе рзооты в насосе (рту.ь Р аэлегзется прн рабочнх гемаерату рах); стойкость к окислению всуну а боч высокое давленые пара прн , эбо темперзтуое в кяпятял нике -уавэж едьно малая растворимость газов.
Недостатка ртути: высокое давленые паоа (О,! Па! прн нормальной температуре (длн получения в откачнэаемам сосуде давления ниже 0,1 Па между насосом н сосудом несбходнмо устанавлнвать охлзждземую до ннз. хай температуры ловушку); высокая хяническая актнвность по отношению „металлам (ртуть образует амальгамы с большей частью металлов, что ограннчнвает вьчбор констоукцнонных ма. терналов 1(ля йасоса); токснчность паров (необходнмо соэдааать специаль. ные помещення для озботы со ртутью э соблюдать меры поедосторожностн, асключзюшне повышение концентрааэя паров отутн в рабочих помеще- .
аэях!. Ртуть, поедыааначенная для рабаты в насосах, должна быть хорошо ш1ншена. Лля высокозакуумных насосов применяют ~дясталлырованную ртуть Р-1 н Р-2. Указанные недостатки ртути, особенно токсичность паров, существенно агоаннчнвают возможность ее нспольэавання в качестве рабочей жидкости э насосах. Ртутные насосы нспольэуют главным образом для откзчкн сястем, в которых пары отутя являются рабочей средой (ртутные выпрямнтеля, лампы), н в установках. где негбхокнма высокая чистота рзбочей среды (э масс-спектрометрах, сверхвысоко. вакуумных снстемех термоядерных установок н др.). Высоковакуумные масла лншени указанных недостатков.
Онн хнмнчески ннертны, неядовнты я имеют ннзхае давленые пара прн ыормальной чемпературе. почволяэннее получать предельное остаточное давленые 1О б ... 10 1 Па н киже беч прнменення вязко. температурных ловушен. В высоковакуумных паромасляных насосах применяют в основном рвбочэе жндкостя четырех тынов: мннеральэме масла; коемннйорганнческне соеэннення; сложные эфиры органнческнх спиртов н кислот; сннтетнческне углеводородные жндкостн. Минеральные масла получают вакуумной днстнлляпней продуктов пере. работка нефтя. Это неоднородные по 'аставу жядкостн, представляющие со. Зай смеси углеводородов с различными "алекулярнымя массзмн н темперзту- рьх. 1О.ээ. трехступенчатый яалагээаэятчма аьрартутаыа насос Ы-бэр: 1 — хараус: 2 — аараараэад.' 2 — ьжейтар; б — ххазтххьнах: б — теалахэааянааяама кожух: б — аагреэатель; 7— лавушке для паров ртуга рами кипения, отлнчеющнеся низким давлением пара пры нормальной температуре. Насосы, работающне на этих маслах, создают предельное остаточное давленые 1О 4 ...
10 э Па. Минеральные масла имеют, как правило, достаточно высокую термостойкость н сравнительно невысокую термоокысля. тельную стойкость (прн окнсленнн обоаэуют смолнсчый осадок на внутренннх поверхностях насоса]. Несмотря на высокую термическую стабильность минеральных масел, состав остзточыых газов в хорошо треннрованном насосе в значительной мере определяется продуктами разложення масла в кипятильнике насоса.
В спектре остаточных газов (рнс. 10.29) в насосе, работающем на минеральном масле, присутствует знзчнтельное колнчестзо тяжелых углеводородов. Не. смотря на малую термоокнслнтельную стойкость н образованне летучих уг- стРРЯнып Влтсурмныя яАспсы Япфйзммппнз па»ззчз 321 и,пб тз» ра» Рпс.
!З.ЗЗ. Спектр ест»точима газов з дпффузппппзп пас»се прн работе пз пзспе ВМ-6 !Ь' — печа»зппп выходного прпбззз) леиодородои, минеральные масла наиболее широко распространены благодаря относительно невысокой стоимости (по сраинению с другими рабочими жидкостями). Отечественная промышленность иыпускает иысоковакумные минеральные масла ВМ-1 ы М-5, являюшиеся продуктами дисалляции медицинского иазелиноиого масла; самое дешевое масло (ВМ-1) получают однократной, а масло ВМ-5— двукратной дистнлляцией вазелино.
ного масла. Масло ВМ.5 имеет более однородный состаи и более высокую термическую стойкость по сравнению с маслом ВМ-1. Предельное остаточное давление насоса при работе из масле ВМ-5 на порядок ниже, чем при работе на масле ВМ-!, иремя дестин!ения остаточного данлення и 1,5 ... 2,0 раза меныпе, Следует заметить, что характеристики минеральных масел зависят от сорта нефти, используемой и качестие исходного сырья. Синтетические углеиодородыые жидкости дороже минеральных, но для производства первых не требуется дефицитное смрье (нефть); состаи н ха.
рактеристики их точыо иоспроизиодимы. Сиытетическзн углеиодородиая жидкость Алкареи-24 на основе злкилиефтзлинои имеет низкое давление пара при нормальной температуре, позволяюшее получать предельное остаточное давление диффузионного насоса 10 з ... !О ' Па, по термоокислительной стойкосгя превосходит мине альиые масла. ремныйаргаиическне жидкости— полисилоксавовые соединения, моле. купы которьа состоят из чередую.
шихся атомов кремния и кислороул с присоединенными углеиодородньщц радикалами по свободным сиязям крем. иия. Благодаря сильной сиязи между кремнием и нислородом кремнийорганические жидкосты обладают иысоксй термической и термоокислительной стойкоспю. Попадание и насос атмосферного иоздуха ие илияет, ках правило, иа эксплуатационные свойспм рабочей жидкости. Кремнийорганиче. окне жидкости ииертны к ноле. Освоен промышленный иыпуск иысокоиакуун.
иых кремнийорганических жидкосмй ПЭС-В-1 и ПЭС-В-2 (узкие фракцви полнзтилсилоксаноиой жидкости), а также ПФМС-2/бл (узкая фракция полифенилметнлсилоксановой жидко. сти). Осваивается промышленное про. изиодство жыдкости 133-38 (ПФМС-!3) — смеси метилфенилсилоксанои, по охислительиой стойкоса и 1,5 раза презосходншей жидкость ПФМС-2/бл н предназначенной для заменм последней. Вше большую окнслнтельную стойкость имеет жидкость 133-35 (МФТ-!) — метилфеннлпикло. тетраснлоксан; по термоокислнтельной стойкости она в 2 ... 3 раза преиоо ходит жидкость 133-38.
Эти жидкоса имеют низкое давление пара прв нормальной температуре н позволяют получать предельное остаточное даиление ди зининого насоса до !О-з Па. диффузионных насосах, предназиа. ченных для получения сверхиысокотз иакуума, применяют кремнийоргани. ческие жидкости ФМ-1 (пентафеиил.
трисилоксан) и ФМ-2 (гексафеннл тнтрасилоксан), обладающие ультра. низким даиленнем пара при нормааь иой температуре (10 з ... 1О-'з Па) в позволяюшие создавать предельное ос таточное даиление диффузионного на' соса ниже !О-' Па без использованяя лоиушек, охлаждаемых жидким знг том. По термоокислнтельной снй!ко сти жидкости ФМ-1 н ФМ-2 лишь немыого уступают жидкости ! 33 35 Эфиры, используемые в качестве рабочих жидкостей и отечесаенннх диффузионных насосах, представлюот собой полнфенилоиые соединения, от" личаюшяеся исключительно высох кой термической стабильностью. Промышленность выпускает сиерхвысоковакуумные рабочие жидкости 5Ф4Э с давлеаием пара при нормаль. ной температуре около 10-' Па и М-5Ф4Э' с давлением парэ 10-'з Па; создаваемые диффузионным насосом предельные остаточные дазленыя при работе на этих жидкостях составляют соответстненно 5 !О т и 5 10 ' Па.
В спектре остаточных газов практически нет тяжелых углеводородов. По термоокыслнтельиой стойкости эфиры превосходят минеральные масла, но уступают кремннйорганическнм жидкостям ФМ-! и ФМ-2. Недостатки эфиров — сравнительно высокая тем. пература аастываняя (277,4 К) и кристаллизация на холодных поиерхногтях. О.поено промышленное проиаиодстнс некристаллизуюшейся полифеинлоиой жидкости Н-ПФЭ с температурой застывания виже 273 К и язвлением пара при нормальной тек пературе охоло 10 т" Па. В диффузионных насосах, поедназначенных для откачки короозионных газов (кислорода, галоидов„ галоидсод»ожпщих смднненяй н др.), может быть применена высоковакуумная рабо шя жидкость МБД на основе перфтор полн»фи роя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
