ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устройство вакуумных систем из "Вакуум и его применение" Вакуумная система обычно состоит из откачиваемого объема, ваку Щ Ных иасооов, вентилей и затворов. Соединение различных элементов вакуумной системы, в том числе и соединение откачиваемого объема с насосом, производится через соединительные трубопроводы. [c.30] Поскольку всякий трубопровод оказывает сопротивление потоку газа, то на концах трубопровода получается перепад давлений,- вследствие чего эффективная быстрота откачки объема оказывается меньще, чем быстрота действия насоса. [c.30] Пропускная способность трубопровода (количество газа, проходящее через трубопровод в единицу времени) зависит прежде всего от степени вакуума, определяющей режим течения газа по трубопроводу. Кроме того, она зависит от размеров и формы сечения трубопровода, а также от температуры и рода откачиваемого газа. [c.30] На практике обычно приходится иметь дело с установками, в которых производится откачка воздуха при комнатной температуре, а трубопроводы, как правило, имеют круглое сечение. При этом в низкова,куумных коммуникациях чаще всего имеет место вязкостный режим течения газа, при котором пропускная способность трубопровода зависит как от его размеров, так и от давления газа. В высоковакуумных коммуникациях в условиях молекулярного режима течения, когда столкновения между молекулами газа практически отсутствуют, движение их по трубопроводу происходит за счет соударения со стенками, вследствие чего пропускная способность трубопровода зависит только от его размеров. [c.30] Для пол чения в вакуумной установке заданного предельного вакуума при минимальном времени, затрачиваемом на ее откачку, к конструкции вакуумной аппаратуры и материалам, используемым при ее изготовлении, предъявляется целый ряд требований. [c.30] Важнейшим из них является герметичность как самих деталей,, из которых собрана вакуумная установка, так и мест их соединения. [c.30] Для получения надежной герметичности при изготовлении вакуумных систем в первую очередь применяют материалы, имеющие плотную структуру, которая обеспечивает их газонепроницаемость даже при малых толщинах (стекло, малоуглеродистая и нержавеющая сталь, алюминий, медь и различного рода сплавы). [c.30] Неразборные ваку мно-плотные соединения обычно осуществляются с помощью сварки и пайки, а для разборных соединений используются прокладки из резины, фторопласта, меди и алюминия. [c.31] Другое не менее важное треб эвание заключается в том, что газоотделение стенок вакуумной аппаратуры должно быть минимальным. Поэтому используемый для изготовления вак у мной аппаратуры материал должен иметь при рабочей температуре минимальную упругость собственных паров и легко отдавать ранее поглощенные газы в процессе обезгаживания вакуумной установки. С этой точки зрения следует избегать применения пористых материалов, так как помимо значительной газопроницаемости они в течение длительного времени выделяют ранее поглощенные газы и пары. Добиться достаточно чистой промывка материалов, имеющих пористую структуру, также не удается, поскольку грязь вместе с органическими растворителями забивается во все поры и трещины и удалить ее оттуда очень трудно. Для изготовления вакуумной аппаратуры преимущественно применяют материалы, имеющие плотную структуру, и прежде всего те из них, которые легко обрабатываются и полируются, что в значительной мере облегчает промывку деталей органическими растворителями для удаления жиров и других загрязнений с поверхности деталей перед их сборкой. [c.31] Следует та1кже иметь в виду, что стенки вакуумной аппаратуры должны обладать прочностью, достаточной для того, чтобы противостоять внешнему атмосферному давлению. [c.31] В лабораторной практике при выполнении различного рода экспериментальных работ существенное значение имеет возможность быстрой переделки вакуумных установок, а поэтому в качестве конструкционного материала для их изготовления часто используется стекло. Стекло обладает способностью легко принимать и сохранять любую нужную форму, при прогреве с его поверхности достаточно легко удаляются ранее адсорбированные газы, оно практически газонепроницаемо, а давление насыщенного пара стекла настолько мало, что не оказывает влияния па степень вакуума в системе. [c.31] Стеклянные краны, применяемые для разобщения участков вакуумной системы, бывают четырех типов угловые (рис. 14, а), проходные (рис. 14, б), трехходовые (рис. 14, в) и порционные (рис. 14, г). Основными частями каждого крана являются конусообразная пробка с отверстиями муфта с патрубками, служащими для присоединения крана к вакуумной системе. [c.32] В ТОМ случае, если прибор после откачки необходимо, наполнить каким-либо газом до определенного малого давления, обычно применяют порционный кран, у которого внутри пробки впаяиа трубочка небольшого объема. При повороте крана в сторону баллона с газом эта трубочка, будучи запаянной с одного конца, наполняется газом до определенного давления. При повороте пробки крана на 90° трубочка отделяет определенную порцию газа. При дальнейшем повороте пробки крана трубочкой в сторону вакуумной системы газ из трубочки распространяется по всему объему вакуумной системы, чем и осуществляется точная дозировка степени наполнения. [c.32] В практике конструирования и эксплуатации вакуумных систем часто приходится устанавливать стеклянные детали а металлических установках и, наоборот, металлические детали на стеклянных установках. Кроме того, иногда возникает необходимость вводить из атмосферы в вакуумную систему электрические проводники. В связи с этим появляется необходимость в осуществлении вакуумно-плотных спаев металлов со стеклом. [c.32] Типичным примерам согласованного спая металла со стеклом являются широко распространенные штампованные стержневые спаи, когда проволоки проводятся через стеклянную трубку с фланцем (тарелочкой), которая затем нагревается до размягчения в определенном месте и сжимается клеш,ами так, что проволоки оказываются запресованными в стекле. [c.33] Для изготовления спаев металлических и стеклянных трубок используются также специальные сплавы. Так, для спаев с легкоплавким стеклом используются выс кохромистые стали (феррохром, фуродит), для спаев с тугоплавкими стеклами применяют ковар (сплав никеля, кобальта и железа). Ковар позволяет осуществить разнообразнейшие конструкции дисковых, кольцевых и цилиндрических спаев со стеклом, ряд примеров которых представлен на рис. 16. [c.34] Неразборные вакуумные соединения осуществляются за счет сварки и пайки металлических деталей. Поэтому одним из важнейших свойств материалов, применяемых для изготовления вакуумных систем, помимо их большой плотности и малого газовыделения, является их способность к свариванию и опаиванию. [c.35] Разборные вакуумно-плотные соединения осуществляются с помощью резиновых и металлических про кладок. Для умеренных температур и нагрузок наиболее часто в качестве прокладочного материала иапользуется вакуумная ревина. На рис. 17 показаны два широко распространенные типа фланцевых соединений для труб диаметром от 10 до 500 мм, уплотненных кольцевой прокладкой, вырезанной из вакуумной резины. [c.35] Для уплотнения металлических и стеклянных труб небольшого диаметра (меньше 30 мм) применяют изображенное на рис. 18 грибковое уплотнение, которое осуществляется за счет плотного прилегания к трубе кольцевой резиновой прокладки, сжимаемой гайкой и шайбой. [c.35] Значительное выделение газов из резины и недопустимость прогрева установки с целью ее обезгаживания при использовании резиновых уплотняющих прокладок существенно ограничивают применение резины в тех случаях, когда в вакуумной установке требуется получить давление ниже 10 мм рт. ст. [c.35] Вернуться к основной статье