НЭСГ/Пневматическая машина

Материал из Викитеки — свободной библиотеки

Пневматическая машина, или воздушный насос, прибор, служащий для разрежения воздуха в данном пространстве; в обычно употребляемой конструкции, состоит из двух стеклянных цилиндров D и S (см. черт. 1), в которых скользят поршни, приводимые в движение рычагом при помощи зубчатого колеса (не видимого на черт.) и зубчатых реек. Поршень (черт. 3) состоит из двух, привинченных одна к другой медных пластинок, сжимающих ряд кожаных кружков (последние увеличивают плотность соприкосновения поршня со стенками цилиндра). В средине поршня находится отверстие, конец которого закрывается клапаном; последний прижимается к отверстию сверху пружиною. В поршне может скользить с легким трением стержень с (черт. 2), конец которого закрывает отверстие d. Цилиндры соединены с сосудом P (колоколом), из-под которого выкачивается воздух каналом md. Канал соединяется с манометром g, указывающим давление разреженного воздуха. Кран F может разобщить колокол с цилиндрами. Действие машины таково. При поднятии поршня в одном из цилиндров стержень с, увлеченный вверх движением поршня, поднимается и открывает отверстие d. Находящийся под колоколом и в канале воздух расширяется и устремляется в цилиндр. Клапан поршня под влиянием собственного веса, действия пружин и атмосферного давления остается закрытым. При опускании поршня стержень с опускается, запирает отверстие d и разъединяет колокол с цилиндром. Находящийся под поршнем воздух, сжатый вследствие нисходящего движения поршня, приобретает упругость, достаточную для того, чтобы открыть клапан поршня и выйти наружу. Таким образом, после каждого двойного качания поршня (вверх и вниз) удаляется часть находящегося под колоколом воздуха. Те же явления повторяются и в другом цилиндре, и так как движение поршней в обоих цилиндрах обратно, т. е., когда в одном цилиндре поршень поднимается, в другом он опускается, то во всей системе воздух будет выкачиваться при каждом движении рычага. Действие машины может продолжаться до тех пор, пока упругость находящ. под поршнем воздуха не сделается столь малою, что не в состоянии будет открыть клапана поршня. Для увелич. силы действия машины к ней присоедин. кран h (кран Бабине или кран двойного действия), имеющий несколько ходов и могущий соединить оба цилиндра. Когда разрежение воздуха дойдет до того, что клапан поршня перестанет подниматься, кран h поворачивают, соединяя тем оба цилиндра; при нисходящем движении поршня в одном из цилиндров воздух из него перегоняется в другой цилиндр, где он приобретает опять упругость, достаточную для поднятия клапана (на черт. 2 кран именно и повернут в то положение, при котором воздух в цилиндр поступает не из-под колокола, а из другого цилиндра). В данной машине воздух выкачивается лишь при ходе поршня вниз: это — машина простого действия. В машинах двойного действия воздух выкачивается и при ходе поршня вверх. В лабораториях употребляются машины, имеющие лишь один поршень. Абсолютной пустоты нельзя достигнуть этою машиною; этому мешает, во-первых, то, что при каждом ходе выкачивается лишь изв. часть находящегося в машине воздуха, а во-вторых, то, что даже при самой совершенной конструкции П-ой м-ы между поршнем и дном цилиндра нельзя избежать промежутка, так наз. вредного пространства, в котором всегда остается воздух. Этот воздух при поднятии поршня распространяется по всему цилиндру, достигает упругости соответственно занятому объему, и если теперь воздух под колоколом разрежен уже до этой степени, то всякое дальнейшее качание является бесцельным: воздух из-под колокола не будет переходить в цилиндр. Более совершенно действуют т. наз. ртутные насосы. Кроме того пустота может быть получена химическим путем: под колокол кладут кусочки негашеной извести; затем, через отверстие, сделанное вверху колокола, вводят в него угольную кислоту до тех пор, пока она не вытеснит весь воздух, и, заперев отверстие, предоставляют сосуд самому себе; известь поглощает тогда всю угольную кислоту. Воздушные насосы употребляются у паровых машин (при холодильнике, при сахарном производстве и пр., а также для производства ряда опытов над разреженным воздухом. П. м. изобретена знаменитым физиком Отто фон-Герике (1602—1686 гг.).