Большая Советская Энциклопедия (ВА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 34

  При последовательном соединении насосов количество газа Q = p₁s₁ = p₂S₂= .... p_iS_i , где p_i— впускное давление; s_i — быстрота откачки. При этом насосы выбирают таким образом, чтобы впускное давление в каждом последующем было заведомо меньше и не достигало допустимого выпускного давления предыдущего. Полнота использования насосов в вакуумной системе определяется быстротой откачки насоса s_n и сопротивлением канала, соединяющего насос с откачиваемым элементом вакуумной системы. Эффективная быстрота откачки

  где

  — пропускная способность вакуумпровода, величина, обратная сопротивлению (измеряется в единицах быстроты откачки, л /сек ). Следовательно, всегда s_эф < s_н ; s_эф < u. Существует следующая зависимость между количеством газа, протекающим через вакуумпровод Q = p_iS_i , пропускной способностью вакуумпровода u и разностью давлений на его концах: Q = u (p₂ — p₁ ). Значение u в общем случае определяется природой газа, его состоянием, геометрией вакуумпровода и режимом течения газа.

  В установках, в которых требуемая быстрота откачки столь значительна, что не может быть обеспечена насосами, установленными вне откачиваемого объёма, используют поглощающие свойства распылённого металла, например титана, аналогично тому, как это имеет место в ионно-сорбционных насосах. Внутри откачиваемого объёма устанавливают один или несколько испарителей, с помощью которых на внутренних стенках камеры осаждается титан. Для удаления газа, не поглощаемого титаном, к откачиваемому объёму присоединяют диффузионный насос.

  Одной из задач В. т. является измерение малых давлений до 10^-12н /м² (10^-14 мм рт. ст. ) и ниже и достижение герметичности вакуумной системы, в особенности в местах соединения отдельных её элементов. Измерение столь малых давлений требует специальной аппаратуры (см. Вакуумметрия ). Обнаружение течей осуществляется специальными течеискателями.

  В. т. широко применяют как в промышленности, так и в лабораторной практике. Например, массовое производство различных электровакуумных приборов неразрывно связано с совершенствованием получения высокого вакуума и возможностью его поддержания. Изготовление этих приборов требует удаления газов (обезгаживания) и использования геттеров для сохранения вакуума. Вакуумную обработку таких приборов производят на многопозиционных карусельных откачных автоматах. Приборы проходят позиции: установку, откачку, прогрев и обезгаживание с целью удаления с внутренних поверхностей адсорбированных газов, распыление геттерирующих веществ, отпайку и съём. Очистку и разделение высокомолекулярных кремнийорганических соединений, продуктов полимеризации, масляных фракций нефти, сложных эфиров, спирта, концентратов витаминов и др. продуктов производят в вакууме 10^-1н /м² (10^-3 мм рт. ст. ). В вакууме ведут обезгаживание и пропитывают изоляционные материалы, заливают конденсаторы и трансформаторы, пропитывают кабели, сушат вещества (например, пластмассы), которые при атмосферном давлении не высушиваются. В вакууме также сушат при комнатной и повышенной температурах и в замороженном состоянии методом сублимации термочувствительных веществ (яичный белок, ферменты, женское молоко, антибиотики, культуры бактерий, вакцины и т.д.). Вакуумными насосами удаляют растворители из веществ, не допускающих нагревания (например, взрывчатые вещества), и повышают концентрацию растворов.

  Вакуум нашёл применение при термическом или катодном распылении металла для нанесения покрытий и металлизации различных материалов, например в производстве оптических и бытовых зеркал, ёлочных игрушек, отражателей автомобильных и самолётных фар, украшений из металлов и пластмасс. В вакууме производят обработку тканей при крашении, металлизацию бумаги, керамики, матриц граммофонных пластинок и полупроводниковых материалов, нанесение защитных и декоративных плёнок в рабочем диапазоне давлений 10^-2 —10^-4н /м² (10^-4 —10^-6мм рт. ст. ).

  В металлургии в вакууме восстанавливают металлы из руд и их химических соединений, производят плавку, рафинирование и дегазацию металлов (см. Вакуумная плавка , Дегазация стали ). Процессы плавки, испарения и перегонки металлов в вакууме лежат в основе получения материалов высокой чистоты. Для этого в металлургии применяют высокопроизводительные многопластинчатые пароэжекторные насосы и бустерные (пароструйные и механические) с рабочим давлением до 10^-2 н /м² (10^-4 мм рт. ст. ).

  Средства В. т. в современной экспериментальной физике обеспечивают работы электрофизических приборов и установок, в которых осуществляется движение пучков заряженных частиц. Только в сверхвысоком вакууме возможны исследования физических свойств поверхностей твёрдых тел, а также некоторые исследования, требующие получения газов высокой чистоты.

  В установках с откачиваемыми объёмами в сотни м³ осуществляют непрерывную откачку множеством (до нескольких десятков) параллельно работающих высокопроизводительных насосов с быстротой откачки от сотен до десятков м³ /сек . Наряду с диффузионными насосами широко применяются ионно-сорбционные, обладающие большой быстротой откачки и остаточным давлением ниже 10^-8 н /м² (10^-10мм. рт. ст. ).

  Решение многих сложных проблем наука и техники требует достижения давлений 10^-14н /м² (10^-16мм рт. ст. ) и ниже, а также измерения таких давлений. Для этого необходимы совершенные измерительные приборы, высокочувствительные методы проверки герметичности и создание достаточных уплотнений в аппаратуре для сверхвысокого вакуума, подготовка и очистка поверхностей откачиваемых объёмов, которая исключает выделение этими поверхностями загрязняющих газов.

  Лит.: Вакуумное оборудование и вакуумная техника, под ред. А. Гутри и Р. Уокерлинг, пер. с англ., М., 1951; Яккель Р., Получение и измерение вакуума, пер. с нем., М., 1952; Ланис В. А., Левина Л. Е., Техника вакуумных испытаний, 2 изд., М. — Л., 1963; Дэшман С., Научные основы вакуумной техники, пер. с англ., М., 1964; Королев Б. И., Основы вакуумной техники, 5 изд., М. — Л., 1964; Пипко А. И., Плисковский В. Я., Пенчко Е. А., Оборудование для откачки вакуумных приборов, М. — Л., 1965.

  И. С. Рабинович.

Рис. 6. Первый конденсационный парортутный насос Ленгмюра: 1 — колба с ртутью; 2 — изолирующая рубашка; 3 — трубка для отвода паров ртути; 4 — канал для отвода сконденсировавшихся паров; 5 — ловушка; 6 — трубка для подсоединения насоса к откачиваемому объёму.

Рис. 4. Молекулярный насос Геде: 1 — выпускной патрубок; 2 — впускной патрубок; 3 — ротор; 4 — корпус.

Рис. 5. Первый диффузионный насос: 1 — испаритель; 2 — паропровод; 3, 5 — вход и выход проточной воды; 4 — диффузионная щель; 6 — термометр; 7 — выпускная трубка; 8 — ртутный затвор; 9 — патрубок первой откачки; 10 — впускная трубка.