ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ловушки из "Основы вакуумной техники" Холодные ловушки. Вакуумные насосы, являясь прекрасным средством удаления газов из вакуумной системы, не только не обладают достаточной эффективностью для удаления паров, НО, как мы уже неоднократно отмечали, сами являются источниками паров рабочих жидкостей, распространяющихся по всей вакуумной системе. Из этих соображений в вакуумной технике необходимо применение вспомогательного способа по Лучения высокого вакуума путем интенсивной конденсации (вымораживания) паров, им вю-щихся в вакуумной системе, при помощи ловушек с охлаждающими средствами (холодных ловушек). [c.144] Холодные ловушки, помещаемые в соответствующий участок вакуумной системы, не только не пропускают пары рабочих жидкостей из насосов и манометров в откачиваемый объект, но и улавливают пары,. имеющиеся в откачиваемом объекте, с быстротой действия, часто во мното раз превышающей быстроту действия пароструйных и тем более вращательных насосов. [c.144] Охлаждающие средства. В качестве охлаждающих средств для ловушек наибольшее распространение получили твердая углекислота, размешанная в виде кашицы в ацетоне, спирте или эфире, и ожиженные газы, главным образом жидкий воздух и жидкий азот (жидкий кислород не применяется из-за опасности взрыва в присутствии масла). [c.144] Холодильные смеси с твердой углекислотой способны создавать охлаждение примерно до —80° С, жидкий воздух и жидкий азот — до— 183—196° С. Табл. 5-1 показывает, до какого значения можно при помощи ловушек снизить давление насыщенных паров воды и ртути, с которыми часто приходится иметь дело в вакуумной технике. Давление насыщенных паров масел для пароструйных насосов снижается примерно на один порядок. [c.144] Давление насыщенного пара, мм рт. ст. [c.145] Трубки У — для присоединения к трубопроводу откачиваемого объекта 2— для присоединения к пароструйному насосу или вообще к участку вакуумной системы, в котором имеется источник паров. [c.145] НО квадратному корню из температуры) во-вторык, длительность пребывания молекул газа на холодных стенках ловушки значительно больше, чем на стенках при комнатной температуре. В результате пропускная способность ловушки в рабочем состоянии по сравнению с пропускной способностью при комнатной температуре снижается примерно в 2 раза. [c.145] М — молекулярный вес пара. [c.146] При пользовании этой формулой не следует забывать, что она справедлива для высокого вакуума и полученное значение совпадает с быстротой удаления пара из объекта лишь в том случае, если холодная поверхность ловушки сообщается с откачиваемым объектом непосредственно, без каких-либо промежз гочных соединительных трубок поскольку каждый объект имеет откачную трубку, которой он присоединяется, в свою очередь, к трубопроводу, ведущему к ловушке, фактическая быстрота удаления ловушкой пара из объекта зависит от пропускной способности трубок в той же мере, как это имеет место при удалении газов насосами [см. уравнение (4-10) или (4-11)]. [c.146] Мы видим, что прямо пропорциональна площади холодной поверхности ловушки, обратно пропорциональна квадратному корню из молекулярного веса пара и прямо пропорциональна квадратному корню из абсолютной температуры пара в ловушке. [c.146] В формулу быстроты действия ловушки совершенно не входит давление это показывает, что величина от давления не заБисит однако это условие является справедливым лишь до тех пор, пока давление пара в ловушке велико по сравнению с окончательным равновесным давлением поскольку же давлание пара по мере конденсации стремится не к нулю, а к определенному конечному давлению (насыщенного пара), соответствующему температуре холодных стенок, величина 5 должна вблизи этого давления заметно снижаться, приняв значение 5 = О при достижении равновесного давления. [c.147] Практическая работа с холодными ловушками. При практической работе с холодными ловушками необходимо придерживаться следующего основного правила. [c.147] Прежде чем ловушку подвергнуть охлаждению, необходимо провести основную откачку данного прибора, т. е. удаление основной массы воздуха, прогрев стекла в печи для удаления водяного пара и, наконец, откачку до достаточно низкого давления, при котором уже начинается заметная диффузия пара рабочей жидкости из насоса и манометра в вакуумную систему. В случае применения ртутных насосов и манометров таким давлением является давление порядка 10 2 мм рт. ст. По достижении этого давления следует начать постепенное охлаждение ловушки. Охлаждению подвергается сначала нижний конец ловушки, что продолжается до тех пор, пока давление паров в вакуумной системе не снизится до предельного после этого вся ловушка погружается в сосуд Дьюара. [c.147] Такой порядок работы необходим по следующим соображениям. Положим, ЧТО мы охладили ловушку с самого начала откачки, когда в вакуумной системе было еще атмосферное давление. Тогда на ее поверхности начнут конденсироваться не-только пары, например влага, но и газы, входящие в состав воздуха. В связи с этим по мере понижения давления газов в вакуумной системе в процессе откачки, когда оно станет ниже давления насыщения для сконденсировавшихся газов, соответствующего температуре ловушки, со стенок последней начинается обратное газовыделение, что, конечно, замедляет откачку. [c.147] Особенно неблагоприятиое положение создается в связи с конденсацией водяного пара, который в вакуумной системе всегда присутствует в начале откачки в качестве состав-, ной части воздуха и в качестве пара, выделяющегося со стенок прогреваемого стекла. Если ловушка преждевременно охлаждается смесью с твердой углекислотой (температура около —80 С), то значительная часть водяного пара конденсируется на холодных стенках ловушки, и в системе долгое время поддерживается давление 4 10 мм рт. ст. (иа-сыщенных паров воды при —80°С). Вся откачка будет в связи с этим сводиться лишь к медленному удалению водяного пара, выделяющегося со стенок ловушки. [c.148] Выделение водяного пара, конденсировавшегося на стенках ловушки, будет наблюдаться и в том случае, если ловушка преждев ременно охлаждена жидким азотом или жидким воздухом погружением сразу на всю глубину. По мере Испарения охлаждающей жидкости и понижения ее уровня верхние участки стенок ловушки становятся менее холодными и начинают снова выделять оконденсирававший-ся на них водяной пар. [c.148] Аналогично ведут себя и другие пары, если их преждевременно конденсировать на стенках ловушки или если ловушку сразу охладить на всю глубину. [c.148] Механические ловушки. Помимо холодных ловушек, специально для паромасляных насосов разработаны ловушки, работающие не при помощи охлаждающих средств, а путем механического улавливания паров масла, стремящихся диффундировать в вакуумную систему правда, и механические ловушки часто охлаждаются проточной водой. [c.148] Механические ловушки, конечно, менее эффективны по сравнению с холодными, но обладают тем преимуществом, что благодаря отсутствию охлаждающих средств и в связи с этим большой свободе в их конструктивном оформлении механическим лоеуш кам можно придавать размеры, почти е сказывающиеся на быстроте откачки объекта, что особенно важно для насосов, обладающих большой быстротой действия. [c.149] При насосах, обычно применяемых для откачки электровакуумных приборов, удобно пользоваться стеклянной механической ловушкой, изображенной па рис. 5-74 и работающей аналогично щитку с кольцами. Пропускной способности трубопровода эта ловушка практически не снижает. [c.149] Вернуться к основной статье