§ 3. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛОВУШКА ДЛЯ ПАРОРТУТНЫХ НАСОСОВ

Как указывалось выше, разработанные термоэлектрические ловушки предназначены для использования на паромасляных насосах. Применение термоэлектрических ловушек в парортутных насосах для вымораживания паров ртути не столь эффективно, как в паромасляных насосах. Причиной этого является меньшая величина коэффициента аккомодации молекул ртути по

сравнению с маслом. Это значит, что молекула пара ртути, попав на охлажденную поверхность конденсации, не приходит в тепловое равновесие с этой поверхностью, а, испытав упругое рассеяние, может пройти через ловушку. В связи с этим конструкции ловушек для вымораживания остаточных паров в парортутных насосах должны иметь значительно большее число поверхностей конденсации, пространственное расположение которых должно исключить «прострел» ловушки даже после двух-, трехкратного отражения. Это обстоятельство, однако, приводит к уменьшению пропускной способности ловушки.

Рис. 68. Общий вид термоэлектрической ловушки типа для форвакуумных магистралей.

В тех случаях, когда величина пропускной способности ловушки не играет особой роли, за счет соответствующей конфигурации и числа поверхностей конденсации можно создать термоэлектрическую ловушку, достаточно эффективно вымораживающую ртутные пары. Вторым, не менее существенным обстоятельством, которое необходимо учитывать в конструкции термоэлектрических ловушек для паро ртутных насосов, является исключение возможности амальгамирования материалов термоэлектрической батареи. Если сами термоэлементы слабо подвержены влиянию ртути, то припои, материалы коммутационных соединений и другие конструктивные элементы ловушки под вержены амальгамированию, что, естественно, приводит к выходу ловушки из строя. В конструкции ловушки, предназначенной для ртутного насоса максимально учтены изложенные выше требования. Разреэ этого типа ловушки, получившей условное название приведен на рис. 69.

Однокаскадная термоэлектрическая батарея ловушки состоит из двух рядов термоэлементов 1, которые через медные коллекторы холодных спаев 2 с двух диаметрально противоположных сторон припаяны к боковой поверхности стальной трубы 3. Для придания конструкции ловушки многопролетности внутрь центральной трубы с противоположных сторон специальным припоем ПНЖ-ЗЗФ-11, не взаимодействующим с ртутью в водородной печи, были припаяны жалюзи 4, образующие поверхности конденсации ловушки. Число и пространственное расположение жалюзи обеспечивает достаточную пропускную

способность ловушки при ее шестипролетности (молекула пара ртути должна претерпеть шесть соударений с охлажденной поверхностью, прежде чем она пройдет сквозь ловушку). Горячие спаи термоэлементов 5 снабжены системой водяного охлаждения 6 и комбинированными штуцерами для подключения к ловушке воды и электропитания. Блок термобатареи выполнен из отдельных звеньев, электроизолированных друг от друга путем заливки в эпоксидную смолу.

Крепление ловушки в соответствующей вакуумной магистрали осуществляется через фланцы 7 и 8, в кольцевые канавки которых помещается уплотняющая резина.

Для сведения к минимуму тепловых потерь от внутренней трубы ловушки к фланцам труба крепится к ним через мембраны 10 и 11, изготовленные из тонкого ковара или инвара, т.е. из материалов, обладающих малым коэффициентом теплопроводности. Для придания всей конструкции достаточной механической прочности между фланцами помещаются четыре стальные стяжки 12.

Внешний чехол 13 служит для предохранения термобатареи ловушки от механических повреждений. Все металлические детали ловушки, сеприкасаюхциеся в работе с парами ртути, изготовлены из материала (сталь), неподвергающегося амальгамированию, и соединены друг с другом посредством аргоннодуговой сварки.

Общий вид ловушки приведен на рис. 70.

Рис. 69. Разрез ловушки для ртутного насоса