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.

Обычный вакуум

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,

Таблица 12

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.

К оглавлению

 

см.также

  1. Обычный вакуум
  2. Средний вакуум
  3. Глубокий вакуум