Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 49
Текст из файла (страница 49)
рис. 9,30) Площадь ротора Рр, мэ Расчетная длина ротора бр, м Длина ротора Л, м Плотность материала (сплав АЛ1) р, кг/мо Г1редел текучести для сплава АЛ! пт, МПа Объем ротора Ур, нз Расстояние от оси ротора до центра тяжести половины ротора /гц. т, оо Выбирают Для цнклоидально-окружного профиля (выбирают) с Ь/а = 1 Выбирают Формула (9.27) яр — — иэ/(ж) Принимают равной снихрон. ной частоте вращения нала двигателя Выбирают Формула (9,30) угловая скорость ротора ю, рад Центробежная сила, действующая на половину ротора Рп, Н ДиаметР вала поД РотоРом !)а, м Напряжение при разрыве в центральном сечении впадины и, МПз Коэффициент запаса прочности и '" 293 К Материал роторов и корпу са — алюминиевый сплав АЛ1 (ГОСТ 1583 — 89), материал крышек подшипников СЧ18 (ГОСТ 1412 — 85).
Определить основные размеры н мощность даухроториого вакуумного насоса, предназначенного дли откачка воздуха, Последовательность н данные расчета сведены в табл. 9.8, 9.9. 9.4. Ллвстннчвто-роторные н пдастничвто-статорные насосы на Пластаичато~эоторные вакуумные рава соса — ПР Н (со смазочным матенс алом и без него, маслоэаполнениые мэцэааым уплотнением) вмпускшот с числом пластин четыре и более. ПРВН предназначены для откачки воздуха и неагрессивных газов, предварительно очищенных от механических загрязнений и капельной жидкости. ПРВН с масляным уплотиениеы выъ полняют обычно с двумя пластинами з роторе, а пластинчато-статорные— с одной пластиной в корпусе. Эти насосы предназначены для откачки воздуха, газов, не вступающих в реакции с маслами и материалом деталей насо.
соа, и парогазовых смесей, предвари. тельно очищенных от капельной влаги н механических примесей, а также для поддержания низкого и среднего вакуума в герметичных объемах. В цилиндрической расточке корпуса ! ПРВН !рнс 9.43, а) эксцентрично расположен цилиндрический ротор 2. В роторе выполнены пазы, з которые вставлены пластины 3 из металла, асботекстолнта или пластмассы. При вращении ротора пластины под действием центробежной силы выходят из пазов н прижимаются к цилиндрической поверхности расточки корпуса. При этом серпообразное про. странство между ротором и цилин.
дрнческой растопкой корпуса делится на отдельные рабочие ячейки. При угле поворота ротора ф = 180' .. 0 обьемы рабочих ячеек увеличиваются, оин соединяются со всасывающим окном и заполняются откачнваемым газом. Когда объем рабочей ячейки достигает максимального значения, она отходит от всасывающего окна.
При дальнейшем вращении ротора объемы рабочих ячеек уменьшаются и в иих происходит процесс внутрен Пностинчато-роторнис и нсостиннато-аиотор ои нососи 251 .мехлыичеекие елкууыные нлсосы 250 ы=гвз а) ! а 2 Г Ю У В 7 Рис. я.аа. Синим повн с волионьвымн !о) и «оиноинми» (З) инисьннин» него сжатия. При соединении оабочих ячеек с иагиетательиым окном начинается процесс нагнетания, в течение которого газ подается в иагнетательиый трубопровод. В вакуумных насосах выполняют перенускной канал, через который гаэ иэ «мертвого» объема ряс з.аа.
Сисис илостничато-загорного заиуумного насоса поступает в первую ячейку сжатия. Перепуск газа увеличивает коэффн. циент откачки, а следовательно, и бы. отрогу действия вакуумного насоса, Пластины ПРВН выполняют ради. альиыми (рис. 9АЗ, а) и иаклоинымц (рис, 9.43, б), Выполнение пластин наклонными позволяет увеличить их длину, а следовательно, срок служ. бы. Уменьшить вероятность заклиниза. ння пластин в пазах оотооа (с этой точки зрения наиболее ппелпочтитель. но значение угла наклона пластин — 8 ...!5'), уменьшить мопгиость, затрачиваемую на преодоление трения яри движении пластин в расточке корпуса и в павах ротора (при 1Р = = 8 ... 15' это умеиьшейие ие превышает 1 ... 2о4 и достигает 30 ... 403( при ф = 40 ...
50'). В СССР ПРВН выполняют, как правило, с радиальными нлн наклонными пластинамн (с ф = 8 ... 15'), с водяным или воздушным охлаждением. В маслозаполнеииых насосах масло отводит теплоту сжатия, смааывает трущиеся детали и уплотииет зазоры, Температура газа иа линии нагнетания в этих насосах в пределах 333 ... 373 К В машинах со смазочным материален последний только смазывает трущиеся поверхности В пластиичато-ротопиых вакуумных насосах маслозаполнеииого типа внутри цилиидоической расточкн корпуса ! (Рис.
9.44) эксцентрично расположен цилиндрический ро. тор 2. В пазу ротора размещены две пластины 8 н р с поужнной 7 между ними. При воашеиии ротора пластиим центробежными силамн и силой упрУ гости пружины прижимаются к виу. треиией расточке норпуса и делят серпообразиую полость между рсто ром и расточкой корпуса на дэ ве полости. При врашении вала объев одной полости периодически увеличи. вается н в нее всасывается газ; в это же время объем другой полости период о и. чески уменьшается и в ней происход сжатие газа. ПРВН выполняют одно и двухступенчатыми.
В двухступен пенча тых насосах для уменьшения пот. ерь между первой н второй ступенями и ях б яа соединяют каналом а. Клапан б па линии нагнетания второй ступени гружен в основной масляный вузр !0 В двухступенчатых насосах геометРические размеры ступеней одинаковые, но пластины смещены одна относительно другой иа 90', В пластиичатб статориых насосах пластина 8 (рис. 9 45) движется воз- вратно-поступательно в пазу кор- пуса l, прижимается к ротору 2 рычажным механизмом 5 и делит серпо- образную полость между ротором 2 и корпусом 1 на две рабочие ячейки Газ всасывается через входной патру- бок 4, который перекрывается ротором.
Когда входной патрубок 4 открыт, гзз входит в рабочую ячейку приблизи- тельно в течение одного оборота ро- тора Прн отделении входного не- ~рубка от рабочей ячейки в ней проис- ходит сжатие газа. Когда разность давлений газа в рабочей ячейке н э нагиетательиом патрубке превысит потери давления в клапане 6, послед- ний откроется. и газ вытеснится в на- гнетательиый патрубок Характерная особенность пластнн- чато-статорных и пластиичато-ротор. иых вакуумных насосов маслозапол- иенного типа — наличие масла в рабо- чих полостях, заполняющего зазоры и исключающего перетекание газа че- рез инх. Кроме того, клапниы этих насосов работают под заливом масла, что повышает нх герметичность, прак- тически сводит к нулю мертвые объ емы, увеличивает быстроту действия насосов и создаваемый вакуум. Применяемые для насосов масла должны вметь определенную вяз- кость как при комнатной температуре, ".тебы ие затруднять его пуск, так э при рабочей (333 ..
343 К) темпе- Ратуре, при которой не должна ухуд- Шзться смазывающая способность. Кроме того масла не должны окнс- лятьс темп ться и разлагаться при рабочей мпературе, воздействовать иа де. тали дел ж .ти насосов; давление паров масла ажно 'быть невелико. чтобы насос о!еспечивал низкое предельное оста. точно ены х нее давление для рассматриваых вакуумных насосов используют ээнуумные масла ВМ-! и ВМ.5 в„ Т 38 01402 86) масло момент запуска вакуумного насоса часто выбрасывается во всасыва- ющий й трубопровод; после остановки рис Э-46. Сисис иностннчото стоториого оаиууияого пососи насоса если не обеспечено равенство давлений во всасывающем н иагиетл тельиоы патрубках, масло под действием атмосферного давлении может выдавливаться в вакуумную систему.
В связи с этим иа всасывающий патрубок б устанавливают электромагнитные клапаны 4 н 8 (см. Рис, 9.44). Обычно в насосы заливают ограниченное количество масла, поэтому для защиты от заброса масла в вакуумную систему можно использовать также предохранительную емкость, предусматриваемую непосредственна в насосе или вне его При остановке насоса масло выдавливается в эту емкость.
На всасывающем патрубке и сосов можно предусматривать емкости с поплавковым клапаиоы. Когда масло выдавливается в эту емкость, оно поднимает поплавковый клапан, ноторый перекрывает вакуумную систему. Однако из-эа ограниченных объемов такая система защиты недо. статочно надежна. Иногда насосом с масляным уплот. неиием необходимо откачивать пары, ограниченно растворимые в масле (например, водяные), легко растворимые в масле (трихлорчтилен), и пары или газы, которые химически взаимодействуют с маслоы вануумиого насоса, При откачке паров, ограниченно растворимых в масле, прн каждом ходе сжатия, когда давление в рабо- .
чей ячейке достисает давления васы. щения паров при данной температуре, пары коиденсируются. Образовав- и аим Ротооиио и илосоиии илим свежо Римо лососи МЕХЛНИЧЕСКИЕ ЕЛХРРМНЫЕ НЛСОСЫ 252 я С 99' = 1,05 — Х й сж— шийся конденсат вместе с маслом выбрасывается в основной масляный резервуар 70 (см. Рис, 9.44!. По мере загрязнения масла в основном резервуаре конденсатом все большее его количество наступает в вакуумный насос. Здесь конденсат на стороне всасывания нспаряегся н создает про. тиводавлеине„препктствующее по. отуплению в насос новых порций смеси пара и газа.
Кроме того, нз-за образованна водамасляиой эмульсии ухудшеется смазывание поверхностей трения, что приводит к нх быстрому изнашиванию. Прн откачке легко растворимых в масле паров растворяется не только конденсат, но н пар. При этом пар и конденсат равномерно распределяются в масле основного резервуара и не оседают на дно, как это бывает при откачке водяных паров. При откачке газов н паров, реагирующих с масламн, образуются шлам, осадки и др. Для паров наиболее эффективна откачка с газобалластом; можно использовать прогреваеыые насосы, наружную очистку масла. При откачке неагрессивных газов с незначительнымн приыесямн паров илн газов, взаимодействующих с ыаслами нли матерналамн деталей насоса, используют ловушки на старане всасывании, а при откачке паров или- газов, взаимодействующих с маслами и деталями насоса, следует использовать масла с соответствующими добавками.
Основы теории и расчета. Быстроту действия определяют па формуле (9.3). Геометрическая бы. етрота действия зависит от геометрических размеров и частоты вращения ротора ПРВГВ Зг оо г/жж1л = С)се!л, (9.31) где з — число пластин; /жо„— максимальная площадь сечения рабочей ячейки, мэ; ! — длина пластины, м; л — частота вращения ротора, с х; С вЂ” коэффициент, учитывающий влияние числа ' пластин; !( — Радиус цилиндрической расточки корпуса, м; е — эксцентриситет (расстояние ме.
жду осью цилиндрической расточки корпуса н осью ротора), м. Прн х ) 12 можно прннкть нозффн. цнент С = 4Н. Значения коэф[ж. цнента С в зависимости от числа пла. стнн прн относительном эксцентриси. тете в = е//! = 0,09 ... 0.15 приведеюя ниже: 2 3 4 5 9,9 11 3 11.8 12,1 6 8 10 12 !2 2 12 3 12 4 12 5 К, ффнцнент откачки )с учитывает объемные потери прн всасыванни, аб. условленные: перетеканием газа кз рабочих ячеек сжатия и нагнетания, в рабочие ячейки всасывання; ва. теканнем в ячейки всасывания воэдухз нз атмосферы; дроссельнымн потерямн на всасыванни; подогревом газа пря всасываини; испарением рабочей жидкости в ячейках всасывания; пере. носом газа нз защемленного объема в ячейки всасывания. Защемленный объеы равен объему рабочей ячейки, которая в данный момент отошла ат окна нагнетания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
