| R>
10-2
10-4
30
"
Апиезон
10-1
10-3 при 2000С
43
30
"
"
10-8
10-10
47
Пришлифовка соединений с тугой посадкой
Замазки
Пицеин
10-5
10-7
40
Уплотнение стеклянных и металлич. шлифов
Денисона
10-3
10-5
60
Смесь пчелиного воска с каучуком
10-1-10-2
10-3-10-4
60
Апиезон
10-1
10-3
45; 85
Уплотнение постоянных соединений
Менделеева
50
Цемент Хотинского
10-1
10-3
40
Для цоколёвки ламп
Глипталевый лак
3*10-2
2*10-4
200
Заделка царапин, покрытие поверхностей
В. м. можно подразделить на следующие осн. группы: конструкц. материалы, геттеры (газопоглотители), вакуумные масла и материалы, применяемые как рабочие жидкости насосов и вакуумметров (напр., ртуть), замазки, смазки, лаки и цементы. Некоторые свойства важнейших конструкционных В. м. приведены в табл. 1-3.
Металлы идут на изготовление корпусов, насосов, вентилей, оболочек,электродов, газопоглотителей. Стекло - основной материал для колб, трубок, ламп и т. п. Из синтетич. материалов (полиэтилен, политерафторэтилен, полиамид и др.) и резины изготовляют трубки, прокладки и т. п. Вакуумные смазки и замазки служат для уплотнения разъёмных и постоянных соединений. Лаки применяют для заделки царапин, покрытия поверхностей, цементы - для цоколёвки ламп.
Лит.: Балицкий А. В., Технология изготовления вакуумной аппаратуры, 2 изд., М.-Л., 1966; Лебединский М. А., Электровакуумные материалы, 2 изд., М.- Л., 1966. Е. Н. Мартинсон, Е. Г, Плещенко.
ВАКУУМНЫЙ МАНОМЕТР, вакуумметр, прибор для измерения давления разреженных газов. См. Вакуумметрия.
ВАКУУМНЫЙ НАСОС, устройство для удаления (откачки) газов и паров из зам-
кнутого объёма с целью получения в нём вакуума. Существуют различные типы В. н., действие к-рых основано на разных физ. явлениях: механические (вращательные), струйные, сорбционные, конденсационные.
Осн. параметры В. н.: предельное (наименьшее) давление (остаточное давление, предельный вакуум), к-рое может быть достигнуто насосом; быстрота откачки - объём газа, откачиваемый при данном давлении в единицу времени (м3/сек, л/сек); д о-пус тимое (наибольшее) выпуск-ное давление в выпускном сечении насоса, дальнейшее повышение к-рого нарушает нормальную работу В. н.
Механические насосы применяют для получения вакуума от 1 и/л2 (10 -2 мм рт. ст.) до 10-8 н/м2 (10-10; мм рт. ст.). В рабочей камере простейшего механич. насоса совершает возвратно-поступательное движение поршень, к-рый вытесняет газ, создавая при обратном ходе разрежение со стороны откачиваемой системы. Поршневые насосы (рис. 1) были первыми механич. насосами. Их вытеснили вращательные насосы. В многопластинчатом вращат. насосе
[19-1.jpg""161""161""161""161""161""161""130]
Рис. 1. Схема (а) и общий вид (6) поршневого насоса: Vo - откачиваемый объём; Vmin и Vmax - соответственно минимальный и максимальный объёмы цилиндра.
(рис. 2) всасывание и выталкивание газа осуществляется при изменении объёмов ячеек, образованных эксцентрично расположенным ротором, в прорезях к-рого помещены подвижные пластины, прижимающиеся к внутр. поверхности камеры
Рис. 2. Схема (а) и общий вид (б) многопластинчатого вакуумного насоса.
[19-2.jpg""176""176""176""176""176""176""123]
и скользящие по ней при его вращении. За счёт большой частоты вращения ротора эти насосы при сравнительно малых размерах обладают большой быстротой откачки (до 125 л/сек). Предельное давление достигает 2000 н/м2 (15 мм рт. ст.) в одноступенчатых насосах и 10 н/м2
Рис. 3. Схема (а) и общий вид (б) водокольцевого вакуумного насоса: 1 - водяное кольцо; 2 - серповидная камера.
[19-3.jpg""168""168""168""168""168""168""170]
(10-1 мм рт. ст.) в двухступенчатых. Аналогично происходит процесс откачки газа водокольцевыми насосами (рис. 3). При вращении колеса с радиальными лопастями, эксцентрично расположенного в камере, вода, заполняющая камеру, увлекается лопастями и под действием центробежных сил отбрасывается к стенке корпуса, образуя водяное кольцо 1 и серповидную камеру 2, в к-рую поступает откачиваемый газ. При вращении колеса ячейки поочерёдно соединяются с каналом, через который откачиваемый газ выходит в атмосферу. Эти насосы пригодны для откачки влажного и загрязнённого газа, кислорода и взрывоопасных газов. Предельный вакуум составляет 95% (в одноступенчатых насосах) и 99,5% (в двухступенчатых насосах) от теоретически возможного; напр., при темп-ре воды 200С - до 7,1 кн/м2 (53 мм рт. ст.) в одноступенчатых и 3,1 кн/м2 (23 мм рт. ст.) в двухступенчатых насосах.
Для получения среднего вакуума чаще применяют вращательные насосы с масляным уплотнением. Их рабочая камера заполнена маслом, либо они погружены в масляную ванну. Быстрота откачки этих насосов 0,1-750 л/сек, предельное давление 1 н/м2 (10-2ммрт. ст.) в одноступенчатых и 10-1 н/м2 (10-3 мм рт. ст.) в двухступенчатых насосах. Масло хорошо уплотняет все зазоры, выполняет функцию дополнит, охлаждающей среды, однако при длительной работе сконденсированные пары загрязняют масло. Для предотвращения конденсации паров, возникающей при их сжатии, камеру заполняют определённым объёмом воздуха (балластным газом), к-рый в момент выхлопа обеспечивает парциальное давление пара в паро-воздушной смеси, не превышающее давления насыщения. При этом пары из насоса выталкиваются без конденсации. Такие насосы наз. газобалластными и применяются как форвакуумные (для создания предварит, разрежения).
Двухроторные насосы имеют 2 фигурных ротора, к-рые при вращении входят один в другой, создавая направленное движение газа. Эти насосы обладают большой быстротой откачки и часто применяются как промежуточные (вспомогательные, или бустерные) между форвакуумными и высоковакуумными. Они обеспечивают вакуум 10-2-10-3н/м2 (10-4-10-5 мм рт. ст.) при быстроте откачки до 15 м3/сек (рис. 4).
В молекулярных насосах при вращении ротора в газе молекулы получают дополнительную скорость в направлении их движения. Впервые такой насос был предложен в 1912 нем. учёным В. Геде, но долго не получал распространения из-за сложности конструкции. В 1957 немецкий учёный В. Беккер применил турбомолекулярный насос (рис. 5), ротор к-рого состоит из системы дисков. Таким насосом получают вакуум до 10-8н/м2 (10-10 мм рт. ст.).
В струйных насосах направленная струя рабочего вещества уносит молекулы газа, поступающие из откачиваемого объёма. В качестве рабочего вещества могут быть использованы жидкости или пары жидкостей. В зависимости от этого насосы называются водоструйными, пароводяными, парортутными или паромасляными.
Рис. 4. Схема двухроторного насоса (а) и установка двухроторного насоса с форвакуумным механич. насосом (б).
По принципу действия струйные насосы бывают эжекторными и диффузионными. В эжекторных насосах (рис. 6) откачивающее действие струи основано на увеличении давления газового потока под действием струи более высокого напора. Такие насосы применяются для получения вакуума 10 н/м2
Рис. 5. Схема турбомолекулярного насоса (a) и установка турбомолекулярного насоса с форвакуумным механическим насосом (б).
[19-4.jpg""301""301""301""301""301""301""206][19-5.jpg""185""185""185""185""185""185""175]
Рис. 6. Схема (а) и общийвид (б) многоструйногоэжекторного насоса.
(10-1 мм рт. ст.). Простым эжекторным насосом является водоструйный насос, распространённый в лабораторной практике, в хим. пром-сти и др. Предельное давление таких насосов не намного превышает давление водяных паров. Напр., при темп-ре воды в насосе, равной 200С, достигаемый вакуум равен 3 100 н/м2 (23 мм рт. ст.), а парциальное давление остаточных газов ок. 670 н/м2 (5 мм рт. ст.). К эжекторным насосам может быть отнесён вихревой насос (аппарат), откачивающее действие к-рого основано на использовании разрежения, развивающегося вдоль оси вихря (рис. 7). Значительно большей быстротой откачки и более низким предельным давлением обладают насосы, в к-рых рабочим веществом является водяной пар. В многоступенчатых пароводяных насосах быстрота откачки достигает 20 м3/сек, создаваемый вакуум 0,7 н/м2 (5*10-3 мм рт. ст.).
Откачивающее действие диффузионных насосов основано на диффузии молекул откачиваемого газа в области действия струи пара рабочего вещества за счёт перепада их парциальных давлений. В качестве рабочего вещества в 1915 В. Геде применил пары ртути. Ртуть обеспечивает постоянное (для данной темп-ры) давление насыщ. пара, постоянную (для данного давления) темп-ру, остаётся химически неактивной, не боится перегрева, но пары ртути, даже в небольшом кол-ве, опасны для человеческого организма. Одним из заменителей ртути является масло (см. Вакуумное масло). Такие В. н. называются паромасляными. Применение в качестве рабочей жидкости масла
Рис. 7. Схема (а) и общий вид (б) вихревого вакуумного насоса: 1 - центральное сопло; 2 - тангенциальное сопло; 3 - камера завихрения; 4 - диффузор; 5 - улитка.
[19-6.jpg""176""176""176""176""176""176""166]
привело к широкому распространению таких насосов с быстротой откачки до неск. сотен м3/сек при получении вакуума до 10-6 н/м2 (10-8мм рт. ст.). В паромасляном В. н. последовательно соединены неск. откачивающих ступеней в одном корпусе (рис. 8). Диапазон рабочих давлений трёхступенчатого паромасля-ного насоса 10-3-10-1н/м2 (10-5-10-3 мм рт. ст.).
В сорбционных насосах используют способность некоторых веществ (напр., Ti, Mo, Zr и др.) поглощать газ. Откачиваемый газ оседает на поверхности внутри вакуумной системы. Один из активных -поглотителей постоянно напыляется на поглощающую поверхность (испарительный насос). Поглотителем может быть также пористый адсорбент (см.Лд-сорбционный насос).
Действие ионных насосов основано на ионизации газа сильным электрич. разрядом и удалении ионизованных молекул электрич. полем. Этот способ мало распространён из-за сложности устройства и большой потребляемой мощности, затрачиваемой гл. обр. на создание магнитного поля. При комнатной темп-ре инертные газы и углеводороды практически не поглощаются напылёнными плёнками металлов.
[19-7.jpg""142""142""142""142""142""142""211]
Рис. 8. Схема (а) и общий вид (б) трёхступенчатого паромасляного насоса.
Для их удаления служат комбинированные ионно-сорбционные, или ионно-геттерные, насосы, в к-рых сорбционный способ поглощения химически активных газов сочетается с ионным способом откачки инертных газов и углеводородов. Поглощающая поверхность обновляется осаждением на стенках термически испаряемого титана, а также катодным распылением титана в электрическом разряде или в магнитном поле в электроразрядных или магниторазрядных ионно-сорбционных насосах (рис. 9). Ионно-сорбционные В. н. при предварительной откачке до 10-2 н/м2(до 10-4 мм рт. ст.) создают вакуум до 10-5н/м2 (10-7 мм рт. ст.). Быстрота откачки зависит от рода газа. Напр., быстрота откачки водорода 5000 л/сек, азота 2000 л/сек, аргона 50 л/сек. Достигаемое
[19-8.jpg""156""156""156""156""156""156""143]
Рис. 9. Магнито-разрядный ионно-сорбционный на сое: N, S - северный и южный полюсы; Л - анод К - катод.
предельное давление в хорошо обезгаженных объёмах и без натекания газа ниже 10-8 н/м2(10-10 мм рт. ст.).
Действие конденсационных, или крио генных, насосов основано на поглощенш газа охлаждённой до низкой темп-рь поверхностью (рис. 10). Водородно
[19-9.jpg""243""243""243""243""243""243""249]
Рис. 10. Криогенный насос.
конденсационный насос, предложенные Б. Г. Лазаревым с сотрудниками (Фи-зико-технич. ин-т АН УССР), имеет поста янную быстроту откачки в широком диапазоне давлений. Охлаждающий жидкий водород вырабатывается ожижителем, находящимся в установке. Неконденсируемые газы (водород, гелий) откачиваются параллельно включённым насосом, напр, диффузионным. Для включения такогс насоса необходимо предварительное разрежение.
Лит. см. при ст. Вакуумная техника, II. С. Рабинович.
ВАКУУМНЫЙ ПЕРЕКЛАДЧИК, пневмо-механич. устройство для перемещения листовых материалов (бумаги, жести и др.). Рабочими органами транспортирующего механизма В. п. являются резиновые присосы, соединённые с вакуумной установкой. При подходе к пачке листов они присасывают, отделяют верхний лист от пачки и перемещают по заданной траектории. После этого присосы переключаются на атмосферное давление и опускают лист.
При помощи В. п. легко разрешается задача по отделению листа от пачки в условиях производственного потока. В. п. широко используются в полиграфич. технике (самонаклад), в штамповочном и др. произ-вах, оперирующих листовыми материалами, а также лёгкими деталями типа жестяных банок, изделий из пластмасс и плёночных материалов и др.
В. М. Раскатов.
ВАКУУМ-СУСЛО виноградное, вакуум-сок, виноградный мёд, сгущённое в вакуум-аппарате виноградное сусло, содержащее 60-80% сахаров (в основном глюкоза и фруктоза),
а также органич. кислоты (гл. обр. винная и яблочная), минеральные и азотистые вещества. Первоначальное В.-с. изготовлялось в паровых котлах или непосредственно на огне. Такое сгущённое виноградное сусло наз. бекмесом. В.-с.- ценный продукт, используемый в основном в винодельч. произ-ве, в купажах сладких вин. В.-с. в питании - натуральный источник легко усвояемых Сахаров. При высоких концентрациях Сахаров он хорошо хранится, при пониженных - требует для хранения низких температур.
К. С. Попов.
ВАКУУМФАКТОР, 1) отношение действительной быстроты откачки вакуумного насоса к её предельному теоретич. значению (В. часто наз. коэфф. Хо, по фам. японского учёного, который ввёл понятие В.). 2) Малоупотребительный термин, обозначающий отношение ионного тока многоэлектродной электронной лампы к её электронному току, служащее мерой давления остаточного газа в лампе.
ВАКУУМ-ФИЛЬТР, аппарат для разделения суспензий, т. е. жидкостей, содержащих твёрдые частицы во взвешенном состоянии.
[19-10.jpg""154""154""154""154""154""154""121]
Рис. 1. Вакуум-фильтр периодического действия: 1 -суспензия; 2 - резервуар; 3 - фильтрующая поверхность (ткань, сетка, керамич. плитки); 4 - решётка; 5 - штуцер, соединяющийся со сборником фильтрата и вакуум-насосом; 6 - осадок.
[19-11.jpg""284""284""284""284""284""284""239]
Рис. 2. Барабанный вакуум-фильтр непрерывного действия: 1 - барабан; 2 - перегородки; 3 - распределительная головка (золотниковый механизм); 4 - корыто; 5 - нож для срезания осадка; 6 - распределитель воды для промывания осадка; 7, 8 - трубы для откачки соответственно отфильтрованной жидкости и промывной воды; 9 - труба для подачи сжатого воздуха.
Разделение происходит в результате разности давлений, создаваемой вакуум-насосом, над фильтрующей перегородкой и под ней. Известны В.-ф. периодич. (рис. 1) и непрерывного (рис. 2) действия. Последний представляет собой горизонтальный вращающийся барабан, к-рый изнутри разделён радиальными герметичными перегородками на отдельные ячейки, соединённые трубками с распределит. головкой. По мере вращения барабана в ячейках создаётся вакуум или избыточное давление. При вращении барабан проходит зону фильтрации, где жидкость засасывается в барабан, а твёрдые частицы оседают на фильтрующей ткани. После промывания осадка водой барабан входит в зону сушки, где через осадок просасывается воздух, затем в зону удаления осадка. Здесь изнутри барабана подаётся сжатый воздух, а осадок с поверхности барабана срезается ножом. Известны также дисковые, ленточные, тарельчатые, карусельные и др. В.-ф. непрерывного действия. В.-ф. широко применяют в хим. и др. отраслях пром-сти.
Лит.: Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 7 изд., М., 1961; ЖужиковВ. А., фильтрование, 2 изд., М., 1968. В.Л.Пебалк.
ВАКУУМФОРМОВАНИЕ, метод формования изделий из пластмассовых листов. При В. листовые материалы на основе термопластичных полимеров толщиной до 2 мм закрепляют на форме, нагревают до темп-ры размягчения и затем формуют под действием атм. давления, создавая в полости, образованной листом и поверхностью формы, разрежение (вакуум) порядка 10 кн/м2 (100 ммрт. ст.) (см. рис.).
[19-12.jpg""246""246""246""246""246""246""145]
Простейшая вакуумформовочная установка: 1 - форма-матрица; 2 - прокладки; 3 - прижимная рама; 4 - электронагреватель; 5 - лист термопласта; 6 - отверстия в матрице.
Изделия с большой глубиной вытяжки производят позитивным методом В. (материал формуется на поверхности выпуклой формы-пуансона), изделия с малой глубиной вытяжки - негативным методом (материал втягивается в углубления формы-матрицы). Оптически прозрачные детали (напр., колпаки самолётных кабин) получают при т. н. свободном В., когда образующаяся в результате перепада давлений полусфера не касается стенок камеры (форма при этом методе не нужна), благодаря чему готовое изделие имеет гладкую поверхность.
Преимущества В. по сравнению с другими методами формования изделий из л |
