2.4. Краны, зажимы, клапаны, затворы и каплеуловители . Часть 1

Запорные приспособления разного вида являются ответственными узлами приборов и установок. Они дают возможность регулировать потоки газов и жидкостей, поддерживать вакуум или избыточное даление, предотвращать контакты контролируемой фазы с окружающей средой. От их надежности часто зависит правильность химического анализа и качество синтезируемого вещества.

Краны. Простые пробковые краны одноходовые и многоходовые приведены на рис. 34. Краны такого типа могут быть стеклянными (рис. 34, а-в) и с фторопластовой пробкой (рис. 34, г). Чтобы знать направление отверстия в пробке крана, на его ручке либо делают шлиц, либо один конец ручки сужают в виде указателя. Отверстие в пробке крана не должно быть больше отверстия в приплавленных трубках, иначе в теле пробки образуется внутренний карман, где скапливается смазка и грязь, увеличивающие возможность протекания крана.

Пробковые стеклянные краны требуют тщательного смазывания пришлифованных поверхностей. Перед смазыванием очищают от поверхностных загрязнений муфту (втулку) и пробку (кёрн), после чего их нагревают до температуры 30-40 °С. Смазку наносят на пробку деревянной или стеклянной палочкой тонкими кольцами по окружности середин верхней и нижней половин пробки. Оба кольца смазки соединяют тонкой полоской смазки в месте, наиболее удаленном от каналов пробки. Затем пробку вставляют в слегка нагретую муфту так, чтобы кран был открытым. После этого с нажимом немного поворачивают пробку то в одну, то в другую сторону, не закрывая крана. Лишь после того, как смазка равномерно распределится между пришлифованными поверхностями, не оставляя ни одного пузырька воздуха, пробку можно повернуть кругом. В этом случае кран будет полностью смазан.

Рис. 34. Пробковые краны: стеклянные одно- (а), двух- (б), трехходовые (в) и с фторопластовой пробкой (г): 1 - пробка из фторопласта; 2 - шайба; 3 - гайка из фторопласта; 4 - нарезной конец пробки

В готовом к употреблению кране пробку привязывают прочной ниткой к муфте крана, чтобы она не потерялась во время хранения. Пробки от других кранов применять не рекомендуется, хотя на первый взгляд они могут и подходить. Новые пробки надо заново притирать к муфте.

Для очистки каналов в пробке и приваренных к муфте трубках применяют тонкие волосяные щеточки ("ерши") длиной около 100 мм или тонкие деревянные палочки, обернутые небольшим кусочком батиста или другой тонкой и прочной ткани. Использовать вату не следует, поскольку в канале могут остаться волокна.

Пробковые стеклянные краны, приведенные на рис. 34, особенно трехходовые, нельзя применять для вакуумных линий. Они часто не гарантируют от протечки газа между каналами пробки.

Изменение расхода газа с помощью таких кранов более или менее точно регулируют постукиванием деревянной палочкой о ручку крана. Быстро и точно регулировать расход газа вращением крана, даже очень осторожным, не удается.

Краны со стеклянной муфтой и фторопластовой пробкой (рис. 34, г) применяют при работе с агрессивными веществами, когда недопустимо использование смазки.

I

Риc. 35. Фторопластовый (а) и стеклянные краны для линий с избыточный1 давлением (б - г): а: 1 - ручка; 2 - корпус; 3 - шток; 4 - пробка; 5, б - трубки; б:1- ручка; 2 - предохранительная шайба с нарезкой; 3 - пробка; 4 - корпус; в: 1 - ручка; 2 - металлическая гайка; 3 - прокладки; 4 - нарезная втулка; 5 - фторопластовым шток; 6- стеклянный корпус; г. 1 - алюминиевый колпачок; 2 - обойма; 3 - пружина; 4 - гайка

Такой кран закрывается без заедания и рывков, поскольку фторопласт имеет очень низкий коэффициент трения. Надо только следить, чтобы гайка 3 надежно закрепляла пробку в стеклянной муфте. Фторопласт обладает некоторой текучестью, поэтому при эксплуатации кранов с фторопластовой пробкой надо время от времени подтягивать гайку 3, а следовательно, резьба на конце пробки 4 должна иметь некоторый запас.

При тщательной обработке пробки и муфты крана типа г (рис. 34) и применении прокладок под шайбой 2 из силиконовой резины, кран может выдерживать вакуум порядка 10 торр (0,01 Па).

Существует много видов кранов для линий с избыточным давлением (рис. 35). В кране типа а корпус 2 и пробку 4 вырезают из куска фторопласта. В корпусе справа и слева делают резьбовые отверстия, в которые вворачивают фторопластовые трубки 5 и 6. Пробка 4 имеет вид катушки с широкими кромками, перекрывающими отверстия в муфте. Перемещают пробку при помощи штока 3 с винтовой нарезкой медленным вращением ручки /.

Для линий с небольшим избыточным давлением (порядка 0,1 МПа) применяют также стеклянные краны с фторопластовой пробкой (рис. 35, б, г). В кране типа б избыточное давление прижимает полую пробку 3 к стеклянным стенкам корпуса 4, что создает необходимую герметичность. На штоке ручки 1 крана имеется винтовая нарезка, по которой перемещается предохранительная шайба 2, фиксирующая положение пробки.

Обычные пробковые краны, работающие под давлением, не превышающем 300 торр (около 40 кПа), нуждаются только в закреплении пробки. В противном случае давление вытолкнет Для закрепления пробки достаточно надеть на нижнюю часть пробки, имеющей углубление, резиновое кольцо.

При большем давлении на нижней части пробки располагают алюминиевый колпачок 1 (рис. 35, г), состоящий из двух половин. В верхней части колпачок имеет кольцевые выступы, вставляемые в канавку нижней части стеклянной пробки. Поверх колпачка надевают обойму 2 из полиметилметакрилата или фторопласта-4, упирающуюся в корпус крана, а на низ колпачка навинчивают гайку 4. Между обоймой и гайкой размещают стальную пружину 3, прижимающую пробку крана к корпусу.

Хорошо держит избыточное давление кран типа в (рис. 35), фторопластовая пробка 5 которого составляет одно целое с ручкой 1 и имеет несколько поршневых колец, скользящих по стенке стеклянного корпуса. В верхней части пробка снабжена винтовой нарезкой, позволяющей перемещать ее при вращении ручки 1 в металлической гайке 2. С помощью такого крана можно при отсутствии смазки производить достаточно точную регулировку потоков газа или жидкости. Вакуумная плотность крана достигает давления порядка 10~6 торр («10~4 Па).

Вакуумные краны имеют под пробкой небольшую сферическую камеру, являющуюся продолжением муфты (рис. 36, а-д). Пробку таких кранов делают чаще всего полой. Вакуумные краны с полой пробкой получили название кранов Шиффа. Они автоматически герметизируются под действием наружного атмосферного давления, прижимающего пробку к муфте.

Шифф Хуго Йозеф (1834-1915) - итальянский химик-органик и аналитик.

Вакуумные краны могут быть одноходовыми (рис. 36, а, в) и многоходовыми (рис. 36, б, г). Последние удобны в работе, но менее герметичны.

Одноходовые краны Шиффа, впаянные в установку и смазанные вакуумной смазкой, способны поддерживать вакуум до 0,001 Па.

Пробки вакуумных кранов должны быть тщательно пришлифованы к муфтам и смазаны вакуумной смазкой. Смазку наносят так же, как и на стеклянные пробковые краны. Смазанные Пришлифованные поверхности должны быть прозрачными, а каналы в пробке - свободными от смазки.

Поворачивать вакуумные краны следует мягко и не слишком быстро, чтобы не превысить скорость течения смазки, иначе пленка смазки разорвется.

1

I

i

j

Рис. 36. Вакуумные краны: одноходовые (а, в), двухходовые (6), трехходовые (г), фланцевые (д) и с ртутным затвором (е)

Неизбежным последствием быстрого поворота пробки является образование желобков и каналов в смазке, нарушающих герметичность крана. Если в смазке появились разрывы, следует помыть кран и повторно нанести порцию смазки. Для удаления смазки на каучуко-парафиновой основе применяют бензин, тетрахлорид углерода или трихлорэтилен. Силиконовую смазку и кель-F снимают кусочком плотной ткани (батист), смоченной диэтиловым эфиром.

Вакуумные краны с ртутным затвором (рис. 36, е) смазывают графитом. Вакуумированный сосуд объемом в 100 мл, закрытый вакуумным краном с ртутным затвором и графитовой смазкой, сохраняет вакуум в течение одного-двух месяцев.

В последнее время широкое распространение получили фланцевые вакуумные краны (рис. 36, д). Такой кран состоит из двух стеклянных тщательно пришлифованных друг к другу дисков. Нижний диск является корпусом крана и имеет два канала. Верхний диск представляет собой ручку поворота крана с двумя дугообразными канавками, расположенными над каналами корпуса. Поворачивая верхний диск, можно регулировать размер проходного отверстия в нижнем диске. Краны подобного типа дают возможность поддерживать вакуум до 0,001 Па, и могут работать без смазки и не заклиниваться.

Зажимы применяют для регулирования потоков газа и жидкости по шлангам и для закрепления шлифов.

Рис. 37. Зажимы для шлангов: Гофмана (а), Мора (б); пружинные (в, г) и стационарные винтовые (д, е): 1 - крючок; 2 - резиновый шланг

Зажимы для шлангов приведены на рис. 37. Традиционными являются зажимы Гофмана и Мора (рис. 37, а, б). Для использования винтового зажима Гофмана шланг 2 помещают между средней подвижной планкой и нижней, которую затем защелкивают за стойку. После этого винтом опускают среднюю планку до необходимого сжатия шланга. Зажим Гофмана удобен тем, что его можно надеть на шланг уже собранного прибора, при этом нет необходимости оставлять свободным один из концов шланга. При работе с пружинным зажимом Мора конец шланга необходимо оставлять свободным. Зажим Мора снабжают иногда крючком 1 (см. рис. 37, б) для закрепления зажима в раскрытом состоянии. Этот зажим устанавливают на резиновых шлангах бюреток, бутылей с чистой водой, когда у экспериментатора свободна только одна рука и простое сжатие зажима позволит получить нужный поток жидкости.

 

Другие части:

2.4. Краны, зажимы, клапаны, затворы и каплеуловители . Часть 1

2.4. Краны, зажимы, клапаны, затворы и каплеуловители . Часть 2

2.4. Краны, зажимы, клапаны, затворы и каплеуловители . Часть 3

 

 

К оглавлению