ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вакуум-насосы, вакуум-манометры и маностаты из "Техника лабораторной работы в органической химии Издание 3" Вакууи-насосы. Для получения разрежения, не превышающего 6 мм рт. ст. остаточного давления, в лабораториях обычно применяют водоструйные насосы различных конструкций, действующие по принципу инжектора. При достаточном избыточном давлении в водопроводной сети (1—3 ат) эффективность водоструйного насоса практически зависит только от скорости тока воды в насосе и от температуры воды. Максимальное разрежение, которого можно достигнуть при работе хорошего водоструйного насоса, ограничено величиной давления водяного пара (табл. 60) при данной температуре воды в насосе. Поэтому зимой, когда температура воды в водопроводной сети достигает 3—4 °С, можно получить остаточное давление 6 рт. ст., тогда как летом давление 17—25 лел рт. ст. является наибольшим, какого можно добиться при помощи водоструйного насоса. [c.176] Наибольшее внимание должно быть обращено на некоторые особенности конструкции водоструйных насосов. [c.176] Необходимо, чтобы центральная трубка (сопло) была правильно центрирована. Желательно, чтобы форма сопла сообщала струе воды не прямолинейное, а спиральное движение. Благодаря этому узкая струя воды, выходящая из отверстия сопла, тотчас же расширяется и заполняет весь просвет нижней выходной трубки, что обеспечивает нормальную работу насоса. Для придания соплу соответствующей формы рекомендуется на широкой части сопла делать 2—3 накола, как в елочном дефлегматоре, но направленных тангенциально к окружности трубки (рис. 105, а), или же при изготовлении этой части прибора несколько скручивать трубку так, чтобы на ней образовались спиральные складки стекла (рис. 105, б). Нижняя трубка, через которую вода вытекает из насоса, должна быть достаточно ш ирока, чтобы не создавать излишнего сопротивления. Обычно мало внимания обращают на это последнее обстоятельство, хотя оно чаще всего является главной причиной захлебывания и неравномерной работы насоса. Слишком узкую нижнюю отводную трубку лучше отрезать. [c.177] Обыкновенный водоструйный насос при 3 ат давления в водопроводной сети расходует воды около 4 л/мин. [c.177] Чтобы поддерживать хорошую работу масляного насоса, необходимо возможно чаще менять масло и, кроме того, улавливать нары летучих веществ при перегонке. Ловушки, предназначенные для этой цели, могут быть различными в зависимости от природы летучих веществ, но наилучшие результаты получаются при охлаждении ловушки раствором твердой углекислоты в каком-либо органическом растворителе (от —75 до —78 °С) или же жидким воздухом (от —185 до —190 °С), как видно из табл. 61. [c.178] Еще лучше помещать в ловушку активированный уголь, который следует предварительно прогреть в вакууме нри 300—380 °С для удаления поглощенных им газов и паров. [c.178] Заслуживает внимания предложенный Патрикеевым циркуляционный насос простой конструкции (рис. 107), который вполне может быть использован для вакуум-перегонки в лабораторных условиях. Насос состоит из корпуса в виде диска с бортиком, к которому изнутри прилегает эластичная вакуумная резиновая трубка. [c.178] Четыре шарикоподшипника укреплены на крестовине, враш ающ ейся на оси мотора, и при своем движении прижимают резиновую трубку к бортику. Трубка должна иметь достаточно эластичные стенки. При скорости вращения 500—600 o6 muh можно легко добиться остаточного давления в 0,2 мм рт. ст. При диаметре резиновой трубки 4 мм и толщине стенок 2 мм производительность насоса достигает 150 л/ч. [c.179] Для создания остаточного давления порядка 0,001 м.ч рт. ст. требуются более эффективные насосы. Наиболее простым из них является капельно-ртутный насос, который может дать остаточное давление порядка 1 10 ммрт. ст. (0,001). Схема одной из конструкций насосов этого типа приведена на рис. 108. Ртуть поступает в насос из напорного сосуда 5, куда она засасывается водоструйным насосом, вследствие неплотности соединения 6, где образуется относительно легкая ртутно-воздушная цепочка . Через трубку 1 ртуть поступает в насос, откуда стекает вниз в ртутную ванну через капиллярную трубку 2, увлекая вместе с собой пузырьки воздуха из эвакуируемого прибора. Такой насос легко можно изготовить своими силами он дает указанное выше разрежение без применения форвакуума. [c.179] Капельно-ртутный насос все же не получил применения для ва-кумм-перегонки. Наиболее существенным недостатком его является весьма малая производительность, которой может не хватить для компенсации подсоса воздуха в прибор через капилляр или через неплотности в местах соединений (пробки, шлифы, краны и т. п.). [c.179] На рис. 109, а приведена схема одного из наиболее распространенных ртутных диффузионно-пароструйных насосов. Отдельные части насоса должны иметь следующие размеры колба — диаметр 60— 80 лш, высота 50—60 мм вертикальная отводная трубка диаметр 15 ММ] сопло — диаметр 3 мм (сопло должно входить на 10 мм в суженную часть холодильника, оставляя кольцевое пространство шириной 0,5 лш) холодильник — длина 150 лш трубка для возврата ртути — длина 140 мм. [c.181] При слабом форвакууме важно иметь достаточно большую скорость перегонки ртути. Для этого боковые стенки колбы и вертикальной отводной трубки необходимо хорошо изолировать (еще лучше применить электрический обогрев изоляции). Скорость перегонки должна быть такой, чтобы динамическое давление струи пара ртути превышало разность давлений в форвакууме и в эвакуируемой системе. При этом струя пара ртути по выходе из сопла имеет вид сплошного серого потока, который виден по всей длине прямой трубки холодильника. Скорость движения пара в сопле также увеличивается при уменьшении диаметра последнего. При этом, правда, уменьшается производительность насоса, но это часто не имеет большого значения в лабораторных условиях. [c.181] Существует довольно много различных конструкций ртутных насосов. Удобная форма кварцевого ртутного насоса изображена на рис. 109, б. Пары ртути, поднимающиеся по узкой внутренней трубке, поступают в холодильник 4 через боковые отверстия и направляются вниз специальным колпачком. Холодильник, имеющий форму колокола, расположен довольно близко к месту образования паров ртути, вследствие чего количество ртути в колбе 1 может быть относительно небольшим. Такой насос можно подвергать сильному нагреванию, не опасаясь аварии. [c.181] Видоизменение формы колбы для ртути, также позволяющее осуществлять сильное нагревание при малом количестве ртути, показано на рис. 110. [c.181] Еще более эффективны двух- и трехступенчатые насосы. Насос, изображенный на рис. 109, а, также можно рассматривать как двухступенчатый в широкой части сопла этого насоса имеются отверстия, которые играют роль первой ступени, где создается предварительное разрежение. [c.182] Очень удобны стальные ртутные диффузионно-пароструйные насосы, особенно двух- и трехступенчатые, они безопасны в обращении и допускают применение более энергичного нагревания, что значительно увеличивает скорость движения пара ртути. Поэтому такие насосы, в частности многоступенчатые, успешно работают с форвакуумом от водоструйного насоса и обладают очень большой производительностью. [c.182] Вместо ртути в такого рода насосах можно применять и другие жидкости, имеющие малое давление пара. Как видно из табл. 62, давление пара некоторых рекомендуемых для этой цели жидкостей значительно ниже, чем давление пара ртути. [c.182] Жидкость 1 Темп. кип. при t мм, °С Давление пара при 25 °С, мм рт. ст. [c.182] Тем не менее органические жидкости реже применяются для этой цели в лабораторной практике. Важнейшим их недостатком является то, что они легко поглощают пары органических веществ, вследствие чего быстро загрязняются и теряют свое преимущество перед ртутью. Кроме того, при длительном кипячении всегда наблюдается некоторое разложение вещества с образованием более легко-кипящих продуктов. Ртуть же не поглощает газов и паров и устойчива к нагреванию, поэтому она является наилучшей жидкостью для такого рода насосов. Рекомендуют также применять кремнийорганические жидкости типа полисил океанов. Так, жидкость ВКЖ-94 дает возможность снизить давление до 2,0 10 мм рт. ст. [c.182] Масляные диффузионно-пароструйные насосы (рис. 111) устроены несколько иначе, чем ртутные. У них обычно нет приспособления для водяного охлаждения, но имеется дефлегматор для отделения более летучих веществ. [c.182] Вернуться к основной статье