Вращательные насосы

Лекция №9

Вращательные насосы

                                           (Механические “масляные” насосы)

       Немецкий инженер Геде в 1911 году сконструировал два типа механических вращательных насосов (пластинчато-роторный и пластинчато-статорный) которые практически без существенных изменений используются до настоящего времени.

       Принципы работы насоса заключается в том, что вращающийся ротор и неподвижный статор образуют замкнутый объём, увеличивающийся в размере и всасывающий газ. Для уплотнения движущихся частей насоса используют жидкости (вакуумное масло ВМ-4) с низким давлением насыщенных паров. Первоначально Геде пытался использовать ртуть, которую затем заменил на масло.

       Схема вращательного пластинчато-статорного насоса показана на рис. 19, где

                                                                             1 - впускной патрубок,

                                                                             2 - корпус,

     3 - пластины,

Рекомендуемые материалы

     4 - ротор,

     5 - выпускной патрубок,

     6 – выпускной (шариковый клапан),

     7 – масло,

     8 – пружина между пластинами (не

           обязательно).

      Рабочие зоны насоса :

      I – область всасывания,

      II – область переноса,

      III – область сжатия.

                      Рис.19

              Насос состоит из стального ротора 4, закрепленного эксцентрично внутри стального корпуса 2. Две пластины 3 скользят внутри ротора 4 и плотно прижимаются к внутренним стенкам корпуса 2 с помощью пружины 8 или центробежной силой. При вращении ротора с пластинами откачиваемый газ по впускному патрубку 1 входит в область всасывания I, которая расширяется. Затем газ захватывается следующей пластиной, образуя область переноса II, переносится к впускному патрубку 5, образуя область сжатия, где сжимается до атмосферного давления и выбрасывается из насоса через клапан 6.

       “Геометрическая” быстрота откачки (измеряемая на входном отверстии статора) составит:  

S_г=2V₁*n/60 [м³*с^-1]

где          V₁- максимальный объем всасывающей области, м³

V₁

              n – частота вращения ротора, с^-1;

              D – диаметр статора, м;

              d – диаметр ротора, м ;

              W – ширина ротора (статора), м.

       Максимальная быстрота действия S_max меньше геометрической из-за влияния впускного патрубка, ограничивающего пропускную способность

S_max =

где          U – проводимость впускного патрубка 1.

       Реальная быстрота откачки меньше  максимальной геометрической из-за обратного потока газов и натекания. Суммарный поток газа, проходящий через насос:

Q = Q _пр – Q _обр

                Q _пр , Q _обр – прямой и обратный потоки газа в насосе.

       Из уравнения стационарного потока (существующего в насосе ):

Q = Q _пр – Q _обр = S_maxP - Q_обр

где         P -  впускное давление насоса, Па

       В соответствии с определением понятия предельный вакуум   P^I мы можем записать:

                если   P = P^I , то Q = 0, откуда Q_пр=Q_обр

                  Q = 0 = S_maxP^I  – Q_обр, откуда Q_обр = S_maxP^I

тогда                      S_нP = S_max P - S_maxP^I

       Если мы разделим все  выражение на Р, то получим

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 7 - Метод трубного испытателя пластов.

       Если выразить  S _max  через геометрическую быстроту действия насоса, то получим:

S_н =

На рис. 20 представлена зависимость быстроты действия насоса ВН-494 от давления.

Видно, что только при атмосферном давлении S_н  приближается к S_г.

Рис. 20 Быстрота откачки как функция впускного давления для вращательного масляного насоса ВН-494.