Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №1

На этом же столе можно поместить пост откачки, но оборудование тогда приходится менять по ходу работы. Для работы с лампами высоковольтный трансформатор напряжением около 5000 вольт и с током до 0,3 ампер следует включить через подходящий автотрансформатор (ЛATP) и поместить рядом со столом. В первичную обмотку высоковольтного трансформатора следует включить подходящий дроссель (например, от лампы ДРЛ-400), чтобы ток короткого замыкания вторичной обмотки не превышал максимально допустимого для обмотки (около 500 мА). и весь источник питания имел «мягкую» внешнюю вольтамперную характеристику.

Очень хорошо иметь два дросселя и включать их параллельно, последовательно или только один, меняя максимальный ток. Это желательно потому, что характеристики ламп в процессе откачки и тренировки могут меняться в очень широких пределах. Совершенно не мешает иметь максимальную гибкость в быстром конструировании таких быстро сборных блоков питания, поэтому следует позаботится о приобретении нескольких трансформаторов, мощных выпрямительных столбиков типа КЦ—1007, резисторов и высоковольтных конденсаторов. Соединять их проще всего при помощи штырьков от разъёмов.

Вторичную обмотку высоковольтного трансформатора ни в коем случае не следует заземлять! Это позволит избежать опасного поражения током при прикосновении ко второму концу обмотки.

Если будут применятся умножители напряжения (например, удвоители или учетверители), то следует позаботится о том чтобы выводы каждого конденсатора были закорочены подходящими резисторами. Их отсутствие неизбежно приведёт к поражению работающего высоким напряжением. Мало не покажется!

Стол и окружающие предметы должны быть из непроводящего материала, например, сухого дерева. В пределах досягаемости не должно быть заземлённых предметов. Работать с высоким напряжением нужно всегда одной рукой.

Никогда не следует забывать, что работаешь с опасным напряжением. Человек, ожидающий электрического удара, имеет гораздо больше шансов остаться в живых при поражении током.

Под столом для откачки ламп следует поместить вакуумный насос. Насос типа РВН-20 вполне достаточен для большинства работ. Автор работает с насосом, дающим меньший вакуум, что, правда, создаёт некоторые неудобства. Разумеется, лучше иметь менее шумный и дающий лучший вакуум роторный насос современного типа без шкивов и ремней и к нему, например, диффузионный.

На столе должен стоять ртутный манометр для контроля давления наполняющего газа до 100 мм рт. ст. Как его сделать, описано в книге Брауэра. Мы заметим только следующее:

Ртуть представляет собой очень тяжёлую и мало вязкую жидкость. Сжимаемость её тоже мала, поэтому, при её быстром течении могут возникнуть очень опасные для стеклянных трубок гидроудары. Для защиты манометра от разбивания ртутью при аварийном прорыве воздуха в систему, на вход манометра следует впаять пластинку из пористого фарфора, а перед измерительным коленом сделать сужение трубки. Это несколько замедляет измерения давления в системе, но позволяет в некоторой мере обезопасить манометр от разрушения. Весь манометр удобно поместить в футляр из оргстекла для сбора ртути при его разрушении.

Манометр (вакуумметр) от нуля до одной атмосферы произвольной точности тоже должен быть в лаборатории. Он предназначен для заправки расходных ёмкостей для газа и наполнения приборов типа импульсных ламп и разрядников. Специального манометра среднего и высокого вакуума, типа термопарного или ионизационного можно не ставить. Контроль давлений ниже одного миллиметра ртутного столба вполне можно вести по виду разряда, а наполнение до очень низких давлений обычно не применяется и особая точность здесь не нужна. (Разумеется, при необходимости такой манометр к установке можно добавить).

Нужно также изготовить небольшой стеклянный (с одной-четырьмя ячейками) титановый магниторазрядный насос типа вакуумметра Пенинга (см. рис. 16). Он может применятся для откачки «чистых» систем типа сосудов Дюара и вакуумных рубашек высокочастотных ламп. Для откачки систем, имеющих много «грязи», он не пригоден. Такой насос, сам по себе, после калибровки может служить и манометром. По току его разряда можно определять давление в системе.

При небольших размерах и чистой, прогретой системе предварительная откачка роторным насосом до давления 10^{– 2} мм рт. ст. вполне достаточна для его запуска.

Если возникают трудности с запуском, то к этому насосу следует допаять короткую разрядную трубку достаточного диаметра (30–40 мм) с небольшим титановым катодом в виде отрезка проволоки или полоски. Этот электрод после отпайки от масляного насоса следует нагреть током разряда докрасна. Быстрое катодное распыление такого электрода происходит при гораздо больших давлениях, чем катода в магнито-разрядном насосе. После того, как разряд с этого электрода станет невозможен из-за падения давления, можно будет запустить основной насос.

Очень интересно то, что такое простое решение для устойчивого запуска титанового насоса с низкого вакуума автором нигде в литературе не было замечено. Все жалуются на плохой запуск при низком вакууме, на перегрев электродов насоса, пробуют охлаждать электроды водой, а сделать небольшой специальный сменный электрод, который можно было бы нагревать током разряда до температуры самоочистки титана от окислов и быстрого распыления за счёт пониженной плотности газа вблизи нагретого электрода — никому в голову не приходит.

При изготовлении такого «стартового» насоса главная тонкость состоит в применении для его оболочки стеклянной трубки достаточно большого диаметра, иначе разряд с него погаснет ещё при низком вакууме за счёт ограничения прикатодных частей разряда.

Корпус магнито-разрядного насоса следует делать из пирекса, а при необходимости откачивать системы, изготовленные из других стёкол — припаивать его через переходные стёкла или присоединять через шлиф малого диаметра, склеенного минимальным количеством смеси канифоли с пчелиным воском 2:1. Сильно загрязнённый распылённым титаном насос можно протравить десятипроцентным раствором азотной кислоты с добавкой нескольких процентов плавиковой, затем промыть дистиллятом. Органику из насоса и всей системы можно удалить отжигом в печи при 400°-500°^Л в воздушной атмосфере. При предварительной откачке роторным насосом, всю чистую часть системы следует прогреть горелкой для удаления основного количества загрязнений со стенок.

Питается такой насос высоким напряжением от специального источника (см. рис. 17). Для его работы необходим внешний магнит, который можно подобрать или сделать из железной скобы толщиной около десяти миллиметров с наклеенными бариевыми магнитами от динамиков. Общая толщина этих магнитов должна превосходить толщину насоса раза в полтора-два.

Неплохо также иметь в лаборатории мощный (до киловатта) трансформатор на напряжение 24–36 вольт и на ток 30–40 ампер. Подключая его к автотрансформатору, можно питать самую разнообразную нагрузку (например, печи разных размеров). При необходимости можно изготовить и установить и другое электрооборудование.