Как сделать вакуум в трубе
Обновлено: 07.07.2024
ПОЛУЧЕНИЕ ВАКУУМА
Современная техника позволяет создавать вакуум (остаточное давление) порядка 10-8 10-10 мм рт. ст. Однако при обычных лабораторных работах такой вакуум не требуется, он бывает нужен только при особых работах.
Целесообразно выделить следующие виды вакуума: обычный-до 5 мм рт. ст., средний—до 10-3 мм рт. ст., глубокий — меньше 10-3 мм рт. ст.
Вакуум достигается при помощи вакуум-насосов, и для достижения того или иного вакуума применяются соответствующие насосы, отличающиеся по конструкции или по принципу действия.
Для создания обычного вакуума применяют уже упоминавшиеся водоструйные вакуум-насосы. Действие их основано на том, что давление жидкости, протекающей по трубе, при уменьшении диаметра уменьшается, но скорость движения струи возрастает. Вода из водопровода протекает через конически суживающуюся трубку, из сопла которой она поступает в другую, расположенную ниже, трубку и выливается наружу. В сужении первой трубки свободная струя воды также сужается, поэтому здесь преобладает очень высокая скорость и небольшое давление. При этом воздух захватывается струей и выводится наружу.
Этими насосами можно достичь остаточного давления, не превышающего давления насыщенных паров воды при данной температуре. В табл. !2 приведены значения давления паров воды при некоторых температурах,
Зависимость давления паров воды от температуры
Как видно из таблицы, чем ниже температура водопроводной воды, тем более низкого вакуума можно достичь при помощи водоструйного насоса.
Рис. 303. Водоструйные стеклянные вакуум-насосы.
При выборе конструкции водоструйного насоса следует обращать внимание на экономическую целесообразность прибора, т. е. на расход воды в литрах в 1 мин.
Водоструйные стеклянные насосы бывают самой разнообразной формы (рис. 303).
Водоструйные насосы через насадку прикрепляют к водопроводному крану (рис. 304),
На верхний конец насоса надевают толстостенную резиновую трубку или лучше прорезиненный шлаиг длиной 10 см, который в двух-трех местах прикрепляют мягкой (отожженной) железной проволокой, чтобы не просачивалась вода. Свободный конец резиновой трубки надевают на насадку крана и также в двух-трех местах сильно стягивают проволокой. Когда насос прочно прикреплен, его проверяют; для этого водопроводный кран постепенно открывают и закрывают отверстие бокового отростка пальцем. Если палец присасывается быстро— насос исправен, если же присасывается плохо или совсем не присасывается — насос для работы негоден, и его заменяют другим.
Рис. 304. Насадка к водопроводному крану для креплення водоструйных насосов.
Рис. 305. Предохранительная склянка к водоструйному насосу
На боковой отросток надевают толстостенную резиновую, так называемую вакуумную трубку подходящего размера. Если же толстостенной трубки нет, можно воспользоваться стеклянной трубкой подходящего диаметра, которую соединяют одним концом с вакуум-насосом, а другим с прибором, в котором создается вакуум. Для соединения можно применять обычные резиновые трубки, но при этом стеклянные трубки должны соприкасаться друг с другом встык.
Для большей гибкости стеклянную трубку можно разрезать на куски длиной по 15 см и соединить их между собой, как описано выше. После долгой работы в вакуум-насосе скапливаются окислы железа, которые могут закупорить отверстие внутренней трубки, через которую вытекает вода. Поэтому рекомендуется хотя бы один раз в год разобрать насос и промыть его разбавленной соляной кислотой до полного удаления желтых пятен.
Резиновая трубка, надетая на боковой отросток, никогда не должна соединяться непосредственно с тем сосудом, из которого удаляют воздух. Между насосом н сосудом должна находиться предохранительная склянка. Вульфа, так как при падении давления "в водопроводной сети вода из насоса начинает переливаться через боковой отросток и при отсутствии предохранительной склянки попадает в сосуд, из которого удаляют г.оздух. В предохранительную склянку (рис. 305) через резиновую пробку вставляют почти до дна стеклянную трубку, на наружный конец которой надевают резиновую трубку, соединяющую предохранительную склянку с водоструйным насосом. В другую пробку также вставляют стеклянную трубку, выступающую на 2—3 см из узкого конца пробки; эту трубку соединяют с колбой Бунзена.
Если вода начнет поступать в предохранительную склянку, сосуд, из которого удаляют воздух, нужно осто-. рожно выключить и, не закрывая водопроводного крана, дать насосу работать некоторое время вхолостую. При этом вода из предохранительной склянки полностью удалится.
Вместо короткой стеклянной трубки для оборудования склянки Вульфа лучше применить трехходовой кран. В этом случае при заполнении предохранительной склянки водой не нужно разнимать всей системы, достаточно повернуть кран так, чтобы предохранительная склянка была соединена с атмосферой, а сосуд, из которого удаляют воздух, был изолирован от нее.
В качестве предохранительной склянки можно применять трехгорлую склянку. В этом случае берут два стеклянных крана, один из которых вставляют в среднее горло, а другой помещают между склянкой и прибором. При такой системе вначале закрывают кран трубки, соединяющей предохранительную склянку с прибором, а затем открывают кран средней трубки, давая доступ воз» духа в склянку.
Предохранительную склянку можно заменить приспособлением (рис. 306), включаемым между водоструйным насосом и эвакуируемым сосудом. Когда вода из водоструйного насоса потечет по направлению к эвакуируемому сосуду, цилиндрик / всплывет и прижмется к шлифу 2,— таким образом, дальнейшее поступление воды прекратится.
Очень удобно это устройство припаять в вертикальном положении к отростку водоструйного насоса.
Простые предохранительные приспособления показаны на рис. 307. Внутри стеклянной трубки (рис. 307, й) диаметром 22 мм и длиной 100 мм, имеющей в верхней части сужение, помещают резиновый баллончик от глазной пипетки длиной 40—50 мм. Широкий конец стеклянной трубки закрывают резиновой пробкой с вставленной в нее трубкой для присоединения к водоструйному насосу. На пробке внутри трубки помещена металлическая спираль, служащая опорой для резинового баллончика, Если в трубку поступает вода, баллончик всплывает и закрывает узкую часть трубки, препятствуя попаданию воды в прибор, из которого откачивают воздух.
Резиновая пробка на конце приспособления, обращенном к водоструйному насосу, может быть заменена устройством, показанным на рис. 307, б.
Вместо описанных предохранительных приспособлений можно использовать тройник, один конец которого соединяют с колбой Бунзена, противоположный конец — с водоструйным насосом, а на третий — насаживают кусок резиновой трубки с винтовым зажимом или же со стеклянным краном. Чтобы прекратить отсасывание, достаточно впустить воздух в систему через третью трубку, открыв для этого кран или отвинтив зажим.
Кроме стеклянных вакуум-насосов встречаются и металлические. Они бывают нескольких типов, отличающихся по способу прикрепления к водопроводному крану и по конструкции.
Металлические вакуум-насосы в работе очень удобны и во многом лучше стеклянных. Они не так часто ломаются, и при засорении их проще очистить, чем стеклянные.
Для правильной работы водоструйных насосов очень важно, чтобы напор в водопроводной сети был постоянным. Для обеспечения этого предложено специальное устройство *.
*Pavelka F„ Ch го mi сек R., Chem. ргйгл., 4, .Ns 2, 65 (1954); РЖХим, 1957, № 3, 301, реф. 8741,
Рис. 308. Металлический водоструйный вакуум-насос.
Рис. 309. Водяной металлический вакуум-насос
Простейший металлический вакуум-насос (рис. 308) прикрепляют к крану так же, как и стеклянные вакуум-насосы, т. с. при помощи толстостенной резиновой трубки. На отводной конец его надевают резиновую трубку. Иногда насосы этой конструкции имеют кран, при помощи которого можно изолировать сосуд, из которого откачивают воздух.
На рис. 309 показан водяной металлический вакуум-насос, который одновременно может служить и воздуходувкой. При помощи этого насоса можно получить разрежение до 60 мм рт. ст., а при использовании его в качестве воздуходувки можно создать давление до 1 атм. Вакуум-насос состоит из цилиндрического сосуда (из луженого железа), в крышке которого вделана латунная арматура и трубка для подачи воды. Эта трубка снабжена' всасывающим патрубком с вакуумметром и краном. Насадка, для дутья воздуха, с краном и манометром укреплена на левой стороне крышки. В нижней донной части прибора находится трубка для сливания воды из насоса. Сбоку прибора имеется водомерная трубка.
Вакуум-насос более совершенной конструкции (рис. 310) прикрепляют к водопроводному крану накидной гайкой с резиновой прокладкой для плотного соединения, В положении а — насос выключен, в положении б— насос в рабочем состоянии.
Вакуум-насос, показанный на рис. 311, прикрепляют к водопроводному крану также навинчиванием. Этот насос может быть снабжен вакуумметром, показывающим степень разрежения, создаваемого насосом. Насос оборудуют Предохранительным клапаном (рис. 311,6), заменяющим предохранительную склянку и устроенным по принципу клапана Бунзена. На трубку насоса / надевают толстостенную резиновую трубку 3, в другой конец которой вставляют хлоркальциевую трубку 4; внутри последней на пробке 6 укреплен предохранительный клапан 5. Он имеет небольшой прорез в верхней части, от» крывающийся в сторону насоса. При нормальной работе воздух из эвакуируемого сосуда легко проходит в сторону насоса. Если же по какой-либо причине отсасывание прекращается, клапан сам собой закрывается. Такое приспособление можно применить и при работе с обычным водоструйным насосом.
Как сделать вакуум в трубе
проектирую по фотографии
Стандартная схема водоснабжения: резервуары надземные вертикальные, насосная станция (под заливом), кольцевой водопровод наружный и кольцевой водопровод внутри корпусов.
Есть перемычка (одна из перемычек) на высоте 7,8 м основная труба уложена на 2,3 м.
В результате слива системы через поливочные краны, по словам эксплуатации, в трубе возник вакуум и трубу на отметке 7,8 сплющило.
Как это могло случиться, кто что думает?
Прилагаю кусочек схемы: ввод и саму перемычку.
_____.pdf ( 159,02 килобайт ) Кол-во скачиваний: 73
А пуд как был, он так и есть шестнадцать килограмм
Вопрос о причине возникновения вакуума или как могло вакуумом сплющить трубу? Цистерны складывает, например, легко.
проектирую по фотографии
Труба ПЭ.Вопрос, что могло произойти такого в системе, что образовался вакуум и плющило трубу.
проектирую по фотографии
Воздушников нет, вестимоКак это могло произойти?
Я имел в виду - при сливе воды из системы нет доступа воздуха в верхнюю часть, соответственно, вода ушла и остался вакуум. 7,800 - приличный столб воды, вот тебе и отрицательное давление и схлопывание трубы
Тем более, ПЭ сотка - чего бы ей и не сплющиться?
проектирую по фотографии
Я имел в виду - при сливе воды из системы нет доступа воздуха в верхнюю часть, соответственно, вода ушла и остался вакуум. 7,800 - приличный столб воды, вот тебе и отрицательное давление и схлопывание трубы
Тем более, ПЭ сотка - чего бы ей и не сплющиться?
Не согласна. Там 5 метров всего перепад. Труба рассчитана на большее рабочее давление.
проектирую по фотографии
Рабочее, да, больше. А вот внешнему давлению совсем слабо ПЭ противостоит, тем более, когда диаметры сотка и выше. Схлопываются полиэтиленки, не в первый раз слышу
Да не могло её не сплющить внешним атмосферным давлением. Потому на всасывающих линиях в насосных станциях и ставят стальные трубы. 0,5 кгс на см2 на погонный метр 110 мм трубы внешнее давление более 1700 кгс.
Так рабочее давление это то сколько труба держит в окружающую среду, а тут давление действует в другую сторону.
Именно. Оболочка трубы ПЭ мягкая - просто теряет устойчивость.
проектирую по фотографии
Именно. Оболочка трубы ПЭ мягкая - просто теряет устойчивость.Не спорю, что сплющить может.
Я не верю, что при открытии вентиля внизу (чтобы спустить воду из системы) "захлопнуло трубу". Если так, что у нас в стране всю систему отопления в высотках давно бы
расплющило.
Не спорю, что сплющить может.
Я не верю, что при открытии вентиля внизу (чтобы спустить воду из системы) "захлопнуло трубу". Если так, что у нас в стране всю систему отопления в высотках давно бы
расплющило.
Если неправильно закрывать систему отопления в высотке, то можно стальные трубы и радиаторы порвать. Просто к слову.
у вас разница отметок галерейной трубы и ПЛК 6,6м + еще мог быть какой то шланг снизу, до земли (0.000?), еще метр. вот и почти 8 метров вакуума.
а давление внешние в любом случае будет "на точку" в опорах, может сечение где ослабленное физическим воздействием.
а так то "минус 10м водяного столба" - максимальный вакуум у вас 8 из них.
про высотки: там обычно есть воздухоотводчики автоматические, они не очень что бы шустро, но все же подают воздух в систему.
но и ПЭ трубу водопроводные в земле лежат и могут быть пустые-есть же у них кольцевая жесткость. и не плющит, и вакуумные водостоки с полиэтилена делают.
старожил экс-модератор несогласный инженер
я бочку схлопнул пластиковую на даче - не отрезав переливник - высота всего 2.800 - 3000 мм
ежели излишне шустро сливать , то получается нечто похожее на гидравлический удар и довольно "мощный"( что даже может при использовании ОК поднял за ним воду на несколько метров при внешнем давлении создающем удар около 2 метром всего.). Только вот косяк то это именно эксплуатационников, неграмотно сливавших систему или сеть, очень интенсивно. Хорошо им в руки хрен стеклянный не попался, а то б и сломали и порезались еще и потом часть еще и потеряли.
Кстати на таком Гидроударе народ "насосы" делает и воду ими подает себе в дома на 2-3 этажа, но там при этом часть воды мимо будет идти и её самотеком на всякие "рисовые поля" отправляют- ролики на ютубе с такими насосами есть.
проектирую по фотографии
я бочку схлопнул пластиковую на даче - не отрезав переливник - высота всего 2.800 - 3000 ммДумала я про твою бочку. Она у тебя плотно закрыта и объем небольшой. Это как пластиковую бутылку всосать.
У меня же из труб кольцо порядка километра сотой трубы и еще мелких дофига. Значит перекрыли поблизости вентиля и сосали воду активно (по типу той же пластиковой бутылки).
Кстати на таком Гидроударе народ "насосы" делает и воду ими подает себе в дома на 2-3 этажа, но там при этом часть воды мимо будет идти и её самотеком на всякие "рисовые поля" отправляют- ролики на ютубе с такими насосами есть.
Вот вот. Если резво сливать при помощи насоса. Но, кто же признается, всех собак на проектировщика вешают.
Думала я про твою бочку. Она у тебя плотно закрыта и объем небольшой. Это как пластиковую бутылку всосать.
У меня же из труб кольцо порядка километра сотой трубы и еще мелких дофига. Значит перекрыли поблизости вентиля и сосали воду активно (по типу той же пластиковой бутылки).
Вот вот. Если резво сливать при помощи насоса. Но, кто же признается, всех собак на проектировщика вешают.
так какой смысл от насоса? еще на 2м только уменьшить давление.
а проектировщик тут причем? поливочные краны для чего? для полива. сливные краны для чего? а они какого диаметра?
этот как проверять систему водоснабжения открытием всех водоразборных точек или канализацию смывом всех унитазов, а если еще и задвижку за насосом резко перекрыть. а ведь это может быть и в процессе эксплуатации, но проектировщик виноват не будет. не должен проектировщик и разрабатывать программы испытаний и инструкции по эксплуатации.
ПС так воздухоотводчики у вас были на системе установлены? автоматические которые.
Как сделать вакуум в трубе
![Высоковакуумный вакуумметр]()
Как получить высокий вакуум
Методы получения высокого вакуума
Лабораторная работа по курсу: Вакуумная электроника
Составители: А.С. Батурин, И.Н. Ескин, С.Г. Кузьменко, Н.Н. Чадаев, Е.П. Шешин Московский физико-технический институт
В процессе выполнения работы студент должен
- изучить на практике работу форвакуумного и диффузионного насосов,
- изучить работу и научиться пользоваться термопарным и ионизационным вакуумметрами,
- освоить методы откачки стеклянных вакуумных систем до высокого вакуума,
- освоить методы обезгаживания вакуумных приборов,
- освоить методики расчета вакуумных систем.
II. ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА
Рис. 1. Принципиальная схема вакуумной установки:
1 — форвакуумный насос,
2 — трехходовой кран,
3 — форвакуумный баллон,
4 — диффузионный насос,
5 — азотная ловушка,
6 — термопарный вакуумметр,
7 — ионизационный вакуумметр,
8 — откачиваемый прибор (вакуумная камера)
Рис. 2. Функционирование трехходового крана:
положение "1" — запуск форвакуумного насоса,
положение "2" — откачка вакуумной системы,
положение "3" — напуск воздуха в форвакуумный насос
Форвакуумный насос (поз. 1 рис. 1) позволяет откачать вакуумную систему до давления 10‑2 торр. При давлении 10‑1 торр становится возможен запуск высоковакуумного насоса (поз. 4 рис. 1). В качестве высоковакуумного насоса использован пароструйный диффузионный насос ЦВЛ–100 с водяным охлаждением. Принцип функционирования такого насоса описан в главе 2 пособия [1]. Предельное остаточное давление высоковакуумного насоса составляет 10‑5…10‑6 торр. Пример такого насоса приведен на рис. 4. Для обеспечения функционирования диффузионного насоса во время отключения форвакуумного насоса используется форвакуумный баллон (поз. 3 рис. 1) объемом примерно 3 литра, расположенный на выходе диффузионного насоса, и позволяющий диффузионному насосу работать в течение 15 минут после перекрывания трехходового крана и отключения форвакуумного насоса.
Рис. 3. Форвакуумный механический пластинчато-статорный насос [2]:
1 — корпус, 2 — ротор,
3 — выпускной патрубок,
4 — пластина, 5 — пружина, 6 — входной патрубок
Рис. 4. Многоступенчатый пароструйный насос [2]:
1 — первая диффузионная ступень, 2 — вторая диффузионная ступень, 3 — эжекторная ступень
Снижение количества паров масла, поступающих в откачиваемый объем из диффузионного насоса, достигается использованием азотной ловушки шарового типа (поз. 5 рис. 1). Устройство ловушки показано на рис. 5.
Рис. 5. Азотная ловушка
Для измерения вакуума на выходе из откачиваемого прибора (поз. 8 рис. 1) в системе предусмотрены термопарный вакуумметр (поз. 6 рис. 1) и ионизационный вакуумметр (поз. 7 рис. 1). В термопарном вакуумметре используется датчик типа ПМТ‑2, который позволяет измерять давления в диапазоне от 5 до 1×10‑3 торр. В ионизационном вакуумметре используется датчик типа ПМИ‑2, который позволяет измерять давление в диапазоне от 1×10‑3 до 5×10‑8 торр.
Рис. 6. Устройство термопарного манометрического преобразователя ПМТ‑2 [3]:
1 — термопара,
2 — нить накала,
3 — стеклянный баллон
Рис. 7. Устройство ионизационного манометричекого преобразователя ПМИ-2 [3]:
1 — катод,
2 — анод,
3 — коллектор
Питание датчиков и измерение давления производится с помощью прибора ВИТ-1А. Передняя панель ВИТ-1А показана на рисунке 8. Принцип работы термопарного и ионизационного вакуумметров подробно рассмотрен в главе 3 пособия [1].
Рис. 8. Схема расположения органов управления вакуумметра ВИТ‑1А
В качестве экспериментального прибора для откачки используется стандартная лампа ионизационного вакуумметра ПМИ-2 (рис. 9). Лампа состоит из стеклянного корпуса (3), изготовленного из молибденового стекла, коллектора (4), изготовленного из никеля, спирального анода (5) и V-образного катода (6), изготовленного из вольфрама.
Рис. 9. Устройство экспериментального прибора:
1 — выводы катода, 2 — выводы анода,
3 — стеклянный корпус, 4 — коллектор,
5 — спиральный анод, 6 — катод,
7 — вывод коллектора
Оборудование для обезгаживания
Для обезгаживания стекла используется печь общего прогрева, снабженная подъемным механизмом (рис. 10). Измерение температуры ведется термопарой (5) с измерительным прибором (7).
Для обезгаживания коллектора используется ВЧ-индуктор. В качестве ВЧ-индуктора применяются обычно однослойные бескаркасные катушки из медных трубок. Такой индуктор надевается сверху на прибор.
Обезгаживание катода и анода производится пропусканием электрического тока. Для этой цели используется схема, изображенная на рисунке 11.
Рис. 10. Схема печи для обезгаживания стекла:
1 — корпус, 2 — теплозащита, 3 — нагреватели,
4 — прогреваемый прибор, 5 — термопара, 6 — основание, 7 — измерительный прибор
Рис. 11. Схема для обезгаживания катода и анода (включение для обезгаживания катода)
В процессе выполнения работы студент должен самостоятельно провести откачку вакуумной системы до высокого вакуума и обезгаживание тестового прибора. В процессе откачки необходимо провести измерение зависимости давления p(t) в системе от времени откачки.
По результатам измерения p(t) необходимо определить зависимость скорости откачки насоса от давления. Для этого можно воспользоваться методом «постоянного объема». Суть метода состоит в следующем. Если температура T откачиваемого объема поддерживается постоянной, то из закона Менделеева–Клапейрона следует, что pV = const, где p — давление, а V — откачиваемый объем. Следовательно, Vdp = pdV. Так как по определению эффективная скорость откачки
,
то
. (1)
Таким образом, определив экспериментально зависимость p(t) и зная объем установки V (указан на каждой установке), путем дифференцирования можно восстановить зависимость S(p). Следует, однако, отметить, что формула (1) получена в предположении идеальной вакуумной системы, в которой нет натекания, газовыделения и обратных потоков из насоса. В реальной системе такие процессы присутствуют, поэтому
, (2)
где Sp — скорость откачки насоса, Sl — суммарная скорость натекания и газовыделения.
Для определения суммарной скорости натекания Sl необходимо отсечь откачиваемый объем от насоса и проследить за увеличением давления в объеме. Затем по формуле
(3)
определить зависимость скорости натекания от давления Sl(p). Скорость откачки насоса определяется согласно выражению (2) по найденным S(p) и Sl(p).
IV. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Начальное состояние органов управления.
- От откачиваемого прибора отключены все электрические проводники.
- Печь для обезгаживания стекла выключена и находится в поднятом положении.
- Ионизационный и термопарный вакуумметры выключены.
- Диффузионный насос выключен, охлаждающая вода не подается.
- Форвакуумный насос выключен.
- Трехходовой кран находится в положении “3” – «Напуск воздуха в форвакуумный насос».
1. Включение форвакуумного насоса.
- Перевести трехходовой кран в положение “1” – «Запуск форвакуумного насоса».
- Несколько (2–3) раза включить-выключить мотор форвакуумного насоса.
- Включить форвакуумный насос и подождать 1 минут.
2. Включение термопарного вакуумметра.
- Убедиться, что накал ионизационной лампы вакуумметра ВИТ-1А выключен, то есть ручка выключателя «НАКАЛ ЛМ-2» установлена в нижнее положение – против стрелки.
- Установить реостат «РЕГУЛИРОВКА ТОКА НАКАЛА» в крайнее левое положение. Включить тумблеры «СЕТЬ 220В» и «ТЕРМОВАКУУММЕТР». Должна загореться сигнальная лампа.
- Перевести тумблер «ТОК НАКАЛА – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «ТОК НАКАЛА». Реостатом «РЕГУЛИРОВКА ТОКА НАКАЛА» установить рекомендуемый ток накала, указанный на баллоне лампы термопарного преобразователя ПМТ-2. Установка тока накала производится по нижней шкале левого микроамперметра на передней панели ВИТ-1А.
- Перевести тумблер «ТОК НАКАЛА – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «ИЗМЕРЕНИЕ». Измерение давления производится по верхней (обзорная) или средней (более точная) шкале микроамперметра.
3. Форвакуумная откачка.
- Перевести трехходовой кран в положение “2” – «Откачка установки». Данный момент считать моментом начала откачки.
- Начать регистрировать давление, записывая текущее время и показания термопарного вакуумметра. В течение первых 10 минут проводить регистрацию давления через одно маленькое деление шкалы 0.1 мВ.
4. Измерение скорости натекания.
- Перевести трехходовой кран в положение “1” – «Запуск форвакуумного насоса». Форвакуумный насос оставить работающим. При этом откачка рабочего объема прекратится, и будет происходить увеличение давления за счет натекания и газовыделения.
- Проводить регистрацию давления через одно маленькое деление шкалы 0.1 мВ до тех пор, пока давление достигнет величины 5×10‑2 торр.
- Перевести трехходовой кран в положение “2” – «Откачка установки». Откачать до минимально достижимого давления для форвакуумного насоса.
5. Включение диффузионного насоса.
Запуск диффузионного насоса необходимо начинать при достижении минимального давления при откачке форвакуумным насосом, зафиксировав минимальное давление в лабораторном журнале. Включение подогревателя насоса при давлении более 10‑1 торр приводит к окислению масла и выходу насоса из строя.
- Включить подачу охлаждающей воды, открыв соответствующий кран. Убедиться в том, что в сливном шланге появилась вода.
- Включить подогреватель диффузионного насоса в сеть 120 В. Зафиксировать время включения в лабораторном журнале.
6. Включение и измерение давления ионизационным вакуумметром.
Включение накала лампы ионизационного вакуумметра ПМИ-2 при давлении выше, чем 10-3 торр может привести к выходу лампы из строя. Длительное функционирование лампы при вакууме 10-3 – 10-4 торр существенно сокращает срок ее службы. После включения ионизационного вакуумметра следует проводить измерение вакуума каждые 5 минут.
- Включить ионизационную часть вакуумметра ВИТ-1А и провести обезгаживание, для этого
- установить переключатель «УСТАНОВКА НУЛЯ – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «УСТАНОВКА НУЛЯ». Установить переключатель «ЭМИССИЯ ЛМ-2 – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «ЭМИССИЯ». Установить переключатель «МНОЖИТЕЛЬ ШКАЛЫ» в положение «103»;
- Установить переключатель «ПРОГРЕВ – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «ПРОГРЕВ». Включить «НАКАЛ ЛМ-2». Дать прибору прогреться в течение 5 минут, при этом происходит обезгаживание катода и анодной сетки. Перевести переключатель «ПРОГРЕВ – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «ИЗМЕРЕНИЕ».
- Установка тока эмиссии.
Установить переключатель «ЭМИССИЯ ЛМ-2 – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «ЭМИССИЯ». Потенциометром «РЕГУЛИРОВКА ЭМИССИИ» установить стрелку прибора на риску с индексом «А», что соответствует току эмиссии 5 мА. Установить переключатель «ЭМИССИЯ ЛМ-2 – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «ИЗМЕРЕНИЕ».
Установить переключатель «УСТАНОВКА НУЛЯ – ИЗМЕРЕНИЕ» в положение «УСТАНОВКА НУЛЯ». Потенциометром «РЕГУЛИРОВКА НУЛЯ» установить стрелку прибора на ноль шкалы.
- Калибровка чувствительности усилителя.
Установить переключатель «МНОЖИТЕЛЬ ШКАЛЫ» в положение «КАЛИБРОВКА». Потенциометром «КАЛИБРОВКА» установить стрелку прибора в конец шкалы.
- Проведение измерений.
Установить переключатель «МНОЖИТЕЛЬ ШКАЛЫ» в положение, при котором стрелка прибора находится в пределах от 10 до 100% шкалы. Произвести измерение, умножив показания прибора на соответствующий множитель шкалы.
Пример: Так как шкала прибора отградуирована от 10‑7 до 10‑6 торр, то если стрелка прибора находится на отметке «6», а переключатель «МНОЖИТЕЛЬ ШКАЛЫ» в положении «102», это означает, что давление в системе 6×10‑5 торр.
7. Использование азотной ловушки.
При наличии азота по достижении вакуума 10‑4 торр заполнить ловушку жидким азотом и зафиксировать изменение давления в системе.
Обезгаживание следует начинать при достижении давления 10‑4 торр. При обезгаживании возможно ухудшение вакуума в системе, поэтому следует соответствующим образом быстро переключать «МНОЖИТЕЛЬ ШКАЛЫ» ионизационного вакуумметра. Не следует допускать ухудшения давления ниже 10-4 торр.
1. Обезгаживание стекла.
- Опустить печь общего прогрева и включить ее. Термопара должна находиться внутри печи, однако не следует допускать касания термопарой стенок откачиваемого прибора и печи.
- Нагреть печь до температуры 300 °С. В процессе нагревания и остывания печи следует проводить регистрацию в лабораторном журнале текущего времени, давления в системе и температуры печи через каждые 10 °С.
- При достижении температуры 300 °С отключить печь и не поднимая дать остыть до температуры 150 °С. Преждевременный подъем печи может привести к растрескиванию откачиваемого прибора и попаданию атмосферного воздуха в высоковакуумную часть установки. Это может привести к выходу из строя ионизационного вакуумметра и диффузионного насоса.
- При достижении температуры 150 °С поднять печь и дать остыть прибору в течение 10–15 минут.
2. Обезгаживание коллектора.
Обезгаживание коллектора, выполненного из никеля (температура начала интенсивного испарения 1000 °С), производится токами высокой частоты с помощью индуктора при температуре 800–900 °С (ярко-красный цвет каления).
- Индуктор надевают сверху на откачиваемый прибор и удерживают на уровне коллектора, при этом следует не допускать касания индуктором стеклянной колбы и металлических проводников. Включение ВЧ генератора производится учебным мастером.
- Обезгаживание проводят в течение 2–3 минут с перерывами, чтобы выделяющиеся газы успевали откачиваться.
- В лабораторном журнале следует зафиксировать время начала обезгаживания, длительность обезгаживания, давление до обезгаживания, наибольшее давление в процессе обезгаживания и давление после обезгаживания.
3. Обезгаживание катода и анода.
Катод и анод откачиваемого прибора прогревают непосредственным пропусканием электрического тока. Для этого используется схема, изображенная на рис. 11. Прогрев производится при температуре 1800 °С (светло-красно-желтое каление).
- Установить лабораторный автотрансформатор в положение 0 В. Подключить клеммы-«крокодилы» к выводам катода или анода, затем включить вилку в сеть 220 В. Плавно увеличивая напряжение, добиться требуемого цвета свечения.
- Обезгаживание проводят до завершения газовыделения.
- В лабораторном журнале следует зафиксировать такие же величины, что и при обезгаживании коллектора.
ВЫКЛЮЧЕНИЕ ВАКУУМНОЙ УСТАНОВКИ
В процессе натекания следует производить регистрацию давления в системе каждые 5 минут.
- Удалить азот из ловушки (путем аккуратного выдувания струей сжатого воздуха).
- Выключить подогреватель диффузионного насоса, а через 30 минут выключить подачу охлаждающей воды.
- По мере ухудшения вакуума необходимо переключать «МНОЖИТЕЛЬ ШКАЛЫ» ионизационного вакуумметра и при достижении вакуума 10-4 торр выключить «НАКАЛ ЛМ-2». Дальнейшее измерение давления производить по термопарному вакуумметру.
- Дождаться, пока давление в системе перестанет изменяться. Зафиксировать время и давление.
- Перевести трехходовой кран в положение «1» – «Запуск форвакуумного насоса». Выключить термопарный вакуумметр.
- Выключить форвакуумный насос.
- Перевести трехходовой кран в положение «3» – «Напуск воздуха в форвакуумный насос».
Окончательное состояние установки должно соответствовать описанию начального состояния органов управления в разделе «ПРОВЕДЕНИЕ ОТКАЧКИ».
V. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
После выполнения работы каждый студент должен представить индивидуальный отчет о выполнении работы.
Титульная страница отчета должна содержать:
- Название лабораторной работы.
- Фамилию, имя и отчество студента.
- Номер группы.
- Дату выполнения работы.
Основной отчет должен содержать:
- Схему вакуумной установки и ее узлов (по необходимости), технологические параметры установки.
- Общий график зависимости давления в системе от времени откачки с указанием моментов включения и выключения отдельных элементов установки. По оси X следует откладывать время, а по оси Y десятичный логарифм давления.
- Подробный график изменения давления на начальном этапе откачки до включения диффузионного насоса и результаты вычисления зависимости скорости откачки форвакуумного насоса от давления.
- Подробный график изменения давления и температуры в процессе обезгаживания прибора печью.
- Выводы об эффективности использования вакуумных насосов в установке и эффективности обезгаживания.
1. Шешин Е.П. Основы вакуумной техники — М.: МФТИ, 2001.
2. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. ‑ М.: Высшая школа, 1982.
3. Кузнецов В.И., Немилов Н.Ф., Шемякин В.Е. Эксплуатация
вакуумного оборудования. ‑ М.: Энергия, 1978.
4. Розбери Ф. Справочник по вакуумной технике / Пер. с англ. —М.: Энергия, 1972.
Fred Rosebury. Handbook of electron tube and vacuum techniques. — Massachusetts, 1964.
5. Королев Б.И., Кузнецов В.И, Пинко А.И., Плисковский В.Н.
Основы вакуумной техники. — М.: Энергия, 1975.
6. Грошковский Я. Техника высокого вакуума. — М.: Мир, 1975.Курс обучения «Основы течеискания и вакуумной техники» 12–14 октября 2021 года
![Школа течеискания]()
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова и ООО «ВАКТРОН» приглашают сотрудников предприятий принять участие в курсе повышения квалификации «Основы течеискания и вакуумной техники».
Программа является подготовительным курсом к аттестации персонала в области контроля герметичности по требованиям РОСТЕХНАДЗОР (СДАНК-01-2020, СДАНК-02-2020) и РОСАТОМ ГОСТ Р 50.05.01-2018, ГОСТ Р 50.05.11-2018.
По результатам обучения сотрудник получает удостоверение о повышении квалификации государственного образца по университетской программе дополнительного профессионального образования. Курс проводится согласно лицензии на образовательную деятельность №1103.
Проводимый экзаменационный контроль может быть учтен аттестационным центром для выдачи удостоверения на право подготовки заключений о контроле герметичности. Курс на практике подготовит к квалифицированной эксплуатации и обслуживанию современного вакуумного оборудования.
Читайте также:
