Рабочие жидкости для высоковакуумных и сверхвакуумных насосов

Характеристики высоковакуумных пароструйных насосов существенно зависят от свойств рабочей жидкости.

Основными требованиями, предъявляемыми к рабочим жидкостям для высоковакуумных насосов, являются:

1) низкая упругость пара при комнатной температуре. Повышенная упругость пара масла может вызвать ухудшение предельного вакуума в откачиваемом объеме;

2) высокая упругость пара при рабочей температуре в кипятильнике, способствующая повышению наибольшего выпускного давления насоса благодаря увеличенной плотности паровой струи;

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ВЫСОКОВАКУУМНЫХ ПАРОСТРУЙНЫХ НАСОСОВ

Наименование рабочей жидкости	Упругость пара при 20° С, мм рт. ст.	Температура, при кото-рои упругое гь пара равна 1 • 102 мм рт. cm.t ° С	Кине-мати-че-ская ВЯ 1-кость при 50° С, сст	Предельный вакуум насоса, мм рт. ст.	Удельный вес при 20° С, г см3	Молекулярный вес, г моль	Теплота парообразования, ккал, моль
ВМ-1 (ГОСТ 7904-56) 1 ВМ-2 1(ГОСТ 7904-56)	4-10 *- 2 109	140-150	65—69	2 10е*	0,87	450	27,4
	4-10 8—2 10 9	140—150	65-69	2,5 106—3,5-10 6~	0,87	450	27,4
ВМ-5 (ТУ М3 43-65)	1-10 8—1 10 10	135-155	68- 74	1 •io-8*	0,87	450	—
ВМ-7 (ВТУ МЗ-17-62)	не выше 3 • 1()8	140—150	80-95	1 106	—	—	—
ВКЖ-94А (ТУ МХП Е У-62-57)	не выше 5-108	120-160	16-33	2-10 G	0,97	700	28,4
ВКЖ-94Б (ТУ МХП ЕУ-62-57)	1108—110 ь	100—165	16-33	ЗЮ”6—1-10 г	0,97	700	—
ПФМС-2 (ТУ ГХК Е У-246-62)	5-109—7-107	95-100	8,0- 13,0	2-10б	1,05 1,07	700	29,7
Продукт ОФ (ТУ 1732-48)	1 107	120-122	—	5-10 ~7—1 • 106 ~	0,98	390	—
Продукт ОСПУ 1732-48)	не выше 2-108	141—143	1 8,5	1.107—1 -106 *	0,91	4.6	—

3) узкий фракционный состав. Неоднородность состава жидкости может привести к проникновению в откачиваемый объем легколетучих примесей и тем самым к повышению остаточного давления в откачиваемом объеме, к изменению характеристик насоса;

4) термическая стабильность при рабочей температуре в кипятильнике насоса. При термическом разложении рабочей жидкости в кипятильнике насоса могут ухудшаться вакуумные характеристики насоса;

5) термоокислительная стабильность. Это требование особенно важно в тех случаях, когда в насос поступает воздух при атмосферном или несколько пониженном давлении;

6) подвижность при температуре стенки насоса, обеспечивающая стекание конденсата в кипятильник. При повышенной вязкости рабочей жидкости может нарушаться циркуляция рабочей жидкости в насосе;

7) малая способность к газопоглощению. Способность рабочей жидкости растворять в себе газы приводит к ухудшению предельного вакуума в откачиваемом объеме.

Рабочими жидкостями для высоковакуумных насосов являются минеральные масла, эфирные рабочие жидкости и кремнийорганические жидкости.

Минеральные масла получают путем вакуумной дистилляции нефтяных продуктов. Это неоднородные по составу жидкости, состоящие из смеси углеводородов различного химического состава и молекулярного веса со средней упругостью пара 10^-8-10~⁹ мм рт.ст.

Масла ВМ-1 и ВМ-2 представляют собой дистилляты медицинского вазелинового масла, получаемые путем однократной высоковакуумной дистилляции сырья.

Масло ВМ-2 отличается от масла ВМ-1 недостаточно полной очисткой от термически нестойких примесей. Предельный вакуум, достигаемый при работе насоса на этом масле, несколько хуже, чем на масле ВМ-1.

Масло ВМ-5 представляет собой сверхвысоковакуумную рабочую жидкость. Получают его путем двукратной разгонки медицинского вазелинового масла, благодаря чему оно по сравнению с маслом ВМ-1 обладает более однородным фракционным составом и повышенной термической стойкостью. При работе насоса на нем в системах с металлическими уплотнителями (прокладками) после прогрева высоковакуумной части достигается предельный вакуум 10~⁸ мм рт. ст. (без вымораживающих ловушек); с маслами ВМ-1 и ВМ-2 в аналогичных условиях получают предельный вакуум 10^-7 мм рт. ст. Время достижения предельного вакуума с маслом ВМ-5 в 1,5—2 раза меньше, чем с маслом ВМ-1.

Масло ВМ-7 изготавливается из турбинного масла 46 (ГОСТ 32—53) путем высоковакуумной дистилляции сырья. По сравнению с маслами ВМ-1, ВМ-2 и ВМ-5 оно обладает повышенной окислительной стабильностью и изготавливается из более дешевого сырья.

Эфирные рабочие жидкости — продукт ОФ и продукт ОС — являются продуктами синтеза изооктилового спирта и соответственно фталиевой и себациновой кислот. Эти вещества отличаются от других рабочих жидкостей однородным составом. Однако сравнительно низкая термическая стойкость и склонность к омылению в контакте с парами воды с последующим разрушением продуктов омыления ограничивают широкое применение в насосах этих рабочих жидкостей.

Кремнийорганические жидкости — соединения, молекулы которых состоят из чередующихся атомов кремния и кислорода с присоединенными углеводородными радикалами по свободным связям кремния.

Даже после длительной работы в насосах при периодическом попадании атмосферного воздуха кремнийорганические жидкости не образуют смолистых налетов на внутренних деталях насосов.

Масла ВКЖ-94А и ВКЖ-94Б представляют собой узкие фракции полиэтилсилоксановой жидкости, получаемые путем высоковакуумной дистилляции продукта синтеза.

Масла ВКЖ-94А и ВКЖ-94Б обладают высокой воздухостойкостью. Так, работая в насосах, установленных на автоматах откачки в условиях периодической (через каждые 2—3 мин) прокачки атмосферы через насос в течение 30—40 сек, масло ВКЖ-94 не требует замены в течение 1500—2000 ч.

Масло ПФМС-2 — узкая фракция полифенилметилсилоксановой жидкости, получаемая путем высоковакуумной дистилляции продукта синтеза. Обладает еще более высокой термоокислительной стойкостью, чем ВКЖ-94. Пропускание через слой масла атмосферного воздуха со скоростью 5 л/час в течение 10 ч при температуре масла 250° С не вызывает сколько-нибудь заметного изменения свойств масла.