Органические рабочие жидкости

ВАКУУМНЫЕ УПЛОТНИТЕЛИ, СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ,

В вакуумной технике углеводородные (С_nH_m) и кремнийводородные (Si_nH_m) уплотнители в вакуумной технике применяются: для уплотнения поверхностей раздела в подвижных конструкциях (краны, оси); для легко и быстро разбираемых соединений участков вакуумных систем; для устранения течей (отверстий, щелей) в вакуумных резервуарах и системах.

Вакуумные уплотнители бывают: жидкие (масла), пастообразные (смазки), пластилинообразные (воски) и твердые (замазки). Они могут применяться (ввиду большого давления паров и низкой температуры разложения) только в аппаратах с динамическим вакуумом (постоянно или периодически работающие вакуумные насосы). При вымораживании (фреон (-25 ^оС), углекислота (-78 ^оС), жидкий воздух (-185 ^оС)) многие уплотнители отдают конденсирующиеся пары и давление над ними снижается до неизмеримо малых значений.

Вакуумные масла (для промазки кранов): апиезоновые «J», «К». При 100 ^оС давление 5·10^-8 – 10^{-8 мм рт. ст., при 200 о}С – 4·10^-5 – – 8·10^{-6 мм рт.ст., при 250 о}С апиезон «J» и при 300 ^оС апиезон «К» -10^{-3 мм рт.ст.}

Смазка Рамзая – делается из парафина, вазелина и резины, рецепт и инструкция по приготовлению этой смазки даны в [3, т. 3]. Смазки апиезон «L», «M» – тяжелые C_nH_m, Апиезон «N» – смесь тяжелых C_nH_m и резины.

Вакуумные воски, замазки, лаки, смолы: склеивающий воск, пчелиный воск (температура размягчения – 50 ^оС, расплавления – 60 ^оС; пицеин; цемент Хотинского; белый сургуч; апиезоновые воски и замазки; хлористое серебро (температура плавления – 455 ^оС) – (технология изготовления в [3, т. 3]); гербаль-лак; растворы шеллака; лаки из глинталевой смолы (продукт конденсации глицероля с ангидридом фталевой кислоты); замазки из эпоксидных смол; замазки из термопластовых синтетических веществ, например, поливинилацетат.

Смазочные материалы в высоковакуумной технике применяются для смазки шарикоподшипников в отпаянных приборах (со «статически» высоким вакуумом). Особая задача – рентгеновские трубки с вращающимся антикатодом. Дело в том, что графитовая смазка работает только в присутствии паров Н₂О. Решение было найдено в двух вариантах: применением серебряной пленки на стальных шариках и двухсернистого молибдена (MoS₂), который хорошо работает в качестве смазки в высоком вакууме. Применяется только природный MоS₂ , который имеет пластинчатую структуру S-Mo-S – это темно-серый блестящий графитоподобный минерал, образующий гибкие, мягкие пластинки, на ощупь сальные. В продаже есть порошок с величиной частиц 1 – 40 мкм (толщина пластинок ~ 0,1 от размера частицы). Пленки MoS₂ теплоустойчивы: на воздухе (от -70 до +450 ^оС), в Н₂ – до 985 ^оС, в вакууме – до 110 ^оС, в Ar – до 1 300 ^оС.

Органические рабочие жидкости

Масла для вращательных насосов – минеральные масла, из которых удалены фракции с низкой точкой кипения. Предельный вакуум: 10^-2 – 10^{-3 мм рт. ст.}

Масла для пароструйных, эжекторных и диффузионных насосов – минеральные масла, подверженные молекулярной дистилляции (высокий вакуум и малое расстояние между испарителем и дистиллятором). Предельный вакуум – 10^-6 – 10^{-7 мм рт.ст. Давление паров различных масел в функции температуры даны в [3, т. 3]. Требования к этим маслам: малая склонность к разложению в испарителе насоса; большая термоокислительная устойчивость (в случае натекания системы или кислородсодержащих выделений при обезгаживании прибора и термообработки его элементов); они не должны быть гигроскопичны и не должны поглощать откачиваемые газы. Несмотря на низкое давление паров этих масел изготовление ряда приборов с применением указанных насосов невозможно из-за процессов разложения масел, к таким приборам относятся: фотоэлементы с чувствительным фотокатодом, ряд разрядных приборов, приборы с накаливанием молибденовых проволок (образуется Мо}₂С) и др.

Откачку с помощью ртутных диффузионных насосов с ловушками и холодильными камерами целесообразно проводить: для устройств с высокими напряжениями (пробои через остаточный газ и утечки через изоляцию уменьшаются); для устройств, где не допускаются следы С_nH_m (спектрометры, печи для определения скорости испарения материалов); для разрядных приборов, где столкновения с молекулами масел могут нарушить работу прибора (ускорители частиц).

Преимущества органических рабочих жидкостей: экономия в вымораживающих ловушках; малая мощность нагрева (~ 20 % от парортутных насосов); меньшие размеры насосов при той же скорости откачки; более простая конструкция насосов и больший выбор материалов; возможность использования воздушного охлаждения вместо водяного.

Задания для самостоятельной работы

1. Разновидности вакуумных уплотнителей.

2. Назначение и номенклатура смазочных материалов в вакуумной технике.

3. Масла для вакуумных насосов.

4. Номенклатура приборов, для откачки которых можно применять только парортутные насосы.

Дата добавления: 2014-11-25