К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 103
Текст из файла (страница 103)
К немеханическнм насосам относятся шкекторные и бустерные (низкого и среднего вакуума); сорбционные (среднего и вмсокого вакуума); диффузионные, магниторюрядиые, ионна-итшрные, криогенные (высокого и сверхвысокого вакуума). Принцип действия этих насосов основан на использовании в качеспе откачивающего элемента высокоскоростной струи нлн выаокоэффектнвной сорбир)чащей поверхности.
Основными параметрами насоаов, которые обычно указаны в паспортных данных, явлюотся: предельное остаточное давление рп наименьшее давление, которое может быль создано данным насосом при закрытом входном патрубке; быстрота дейатвия он - обьем газа, проходящий в единицу времени при данном давлении через сечение входного патрубка. Для каждого типа насосов существует зависимость быстроты действия от дюшенги; наибольшее давление запуака рэ - наибольшее давление во входном патрубке, при котором насос начинает нормально работать.
По этому параметру насосы делятся на две группы: насоаьь наибольшее давление запуска которых равно атмосферному, и насосы, требующие для работы предварительного разрежения - форвакуума; наибольшее вьпгускное давление р наибольшее давление в выходном патрубке, при котором насос еще может выполюпь откачку. Порянювые вакуумные ввсосм, Принципиально эти насосы лредстаюиют собой обычные поршневые компрессоры, к которым предъявляются повышенные требования в отношении размеров "мертвого" пространства под поршнем (рис.
3.2.2, а). В корпусе 1, закрешгенном на фундаменте 7, смонтирован кривошипно-шатунный механизм 2, обеспечивающий возвратно-поступательное движение порппи 3. В дне цилиндра, в области мертвого пространства б расположены всасывающий 4 и нагнетающий 5 клапаны. Эти насосы используются при номинальном давлении всасывання 20 — 10 кПа с предельным остаточным давлением 5 -2 кПа. Типичная откачная характеристика ступенчатото насоса приведена на рис. 3.2.2, б. На этом рисунке и других в гл. 3.2 Я, -в % от номинального значеши.
Поршневые насосы применяют в промышленности дпя откачки сухих тазов, а также газов с примеаью канальной жидкости. Достоинством этих насосов явяжтая высокий КПД, надежность работы, возможносп длительной эксплуатации. К недостаткам насосов можно отнести значительную металло емкость, большие габариты, потребность в фундаментах. 6 3 Х Г а) гг ЧоУУВУХ УГГР,Н/7а б) Рвс. 3.2.2. Прввпаавальаая схема (а) в еткачваа хараатервегвав (б) вераиевеге васева Глиа Э.Х ВАКУУМНЫЕ И ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ 310 а) бю елу а) бвч ~~ Водакольпевые насосы.
Схема водокольцевого насоса показана на рис. 3.2.3, а. В цилиндрическом корпусе 2 зксцентричцо расположено рабочее колесо 4 с лопатками 1, которые при врюцении отбрасывают поступающую воду к стенкам корпуса, образуя вращающееся водяное кольцо 3. В мрхней части внутренюш помрхность водяного кольца касаегоя ступицы рабочего колеса. На торцевых крьшпсах корпуса имеются всасывающее 9 и выхлопное 5 окна (на рисунке зачернены), соединенные соответственно с патрубками 6 и 8.
На протяжении первого полуоборота колеса от всасывающего отверстия объем между ступицей колеса и внутренней поверхностью водяного кольца увеличивается и туда поступает газ, который при дальнейшем повороте сжимается и выбрасывается в выхлопное отмрстне. Излишки циркулирующей через насос воды выбрасываются через выхлопное отверстие и собираются в сосуде 7. Эти насосы обеспечивают быстроту действия, 5 - 500 дмз/с. Основные достоинства водокольцевых насосов: на их работу не влияет попадание конденсируемых паров или даже хндкосгей, они способны откачивать газы, содерхащие взвешенные твердые частицы, просты в обслуживании.
Тютнчнзя откачнвя карахтеристика представлена на рис. 3.2.3, 6. Ф б 010 80 Юбр,а0а 6) и а хареатервсгвм (6) ееюмлмпмге вамса Пластиячато-роторные ваеоем. Зги насосы (рис. 3.2.4, а) получили наибольшее распространение. Рабочая камера 2 насоса располохена в заполненном маслом вакуумном корпусе 6. В роторе 1 имеегся сквозная шелевая прорезь, куда вставляются две пластины 4 с разлммной прухпшой 3. Впускной патрубок 8 проходит через крышку корпуса 6, масляную ванну 5 и стенку камеры 2 в ее откачное пространство, где вращается ротор 1 в направлении, показанном стрелками.
Ось вращения ротора смещена вверх по отношению к оси рабочей камеры так, что ротор при вращении постоянно соприкасается в мрхней части с внугренней стенкой рабочей камеры. При вращении ротора пластины 4, разжимаемые пружиной 3 и центробежной силой вращения, скользат по внутренней цилинщзической поверхности рабочей камеры вдоль прорезей сближаясь и удалююь друг от друга. В выходном латрубке рабочей камеры располохен предстввюпощий собой подпружиненную пластину вьплопной клапан 7.
0 10110 4 10 г 10 * 10 г 10ер,кЛа д) регвреве амеса (е) я етаачеие хераатервстем (Е) яехавачвявх ееазтяеьм веселее е яаеллеми Иьветаемеи ВАКЛ МННВ НЛСОСЫ И ЛОВУ(ПКИ У одноступенчатых насосов остаточное давление состаюшет порядка 3.10-г Па, а у двухступенчатых - 10 з Па. Они обеспечивают быстроту действия до 40 дмз/с. типичюи откачная характеристика механических насосов с масляным уплотнением представлена на рис.
3.2.4, б, где 1 - одноступенчатый насос; 2- двухступенчатый; 3 - одноступенчатый с газо- балластом; 4 - двухступенчатый с газобалластом. При откачке влажных газов в процессе сжатия во внутренней полости насоса образуется конденсат, который, смешиваясь с рабочим маслом, резко повышает предельное давление. Поэтому эти насосы снабжают газобалластными устройствами, которые осуществляют напуск шза в камеру сжатия для предотвращеиги конденсации паров при сжатии.
Пластинчато-етвторвые наеееы. В пластинчато-статорных насосах (рис. 3.2.5) пластина 3 движется возвратно-поступательно в пазу корпуса 1, прижимается к ротору 2 рычзжным механизмом 5 и делит серпообразную полость между ротором 2 и корпусом 1 на две рабочие полости. Гвз всасывается через входной патрубок 4, который перекрывается ротором. Когда входной патрубок 4 открыт, гзз входит в рабочую полосп приблизительно в течение одного оборота ротора.
После перекрытия ротором входного патрубка в рабочей полости происходит сжатие шза, который через клапан б выталкивается в выходной патрубок. По вакуумным характеристикам эти насосы практически подобны пластинчатороторным насосам. При опгвчке юмгосодержзщих швов эти насосы снабжаются газобалластными устройствами. Рвг. 3.2.5.
Схема ввветввчвте-егатервеге ввгегв Плувжерные ияеосы. Конструкция насоса представлена на рис. 3.2.6. В герметичном корпусе 1 расположен золопгнк 2 который приводится в движение с помощью эксцентрика 3, расположенного на валу 4. Золотник совершает поступательно-вращательное движение, причем его плоский участок двигается в цилиндрических направляющих 5, вращающихся вокруг оси.
При вращении ротора в определенные моменты времени зона всасывания через окно 7 в пластине коробки золотника соединяется с рабочей полостью и последняя заполняется откачиваемым газом. Всасывание заканчивается при разделении указанных полостей, при этом ротор совершает практически полный оборот. В течение следугощего оборота замкнутый объем, занимаемый откачиваемым газом или парогазовой смесью, уменьшается, происходит сжатие до давления, при котором открывается вьвтускной клапан б и осущеспшяегея выхлоп газа через маслоотдевитель в атмосферу.
Эти насосы обеспечивают диапазон давлений откачиваемой среды для одностуценчатого варианта 104 - 7 Па, для двухступенчатого 104 - 10-2 Па. Быстрота дейспиш составляет 1 - 500 дмз/с. При откачке сред со значительным содержанием парошзовых смесей применюотся газобалластные устройства. Для этого типа насосов характерен малый износ золотника и корпуса насоса, так как реализуется 6есконтвктное скольжение золотника в цилиндре. К недостаткам следует отнести значительную неуравновешенносп лвнжущихся масс. Рве.
3.2.6, Схема (а) в етввчввя хврмгюрвемгва (Й взуввмрвеге васева Глава 3.7. ВАКУУМНЫЕ И ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ 312 з„в г еа зе р. пе геч ьаь а га- га' щ' а) б) Рес. 3.2.7. Схема (а) в етаачвав харакгеряствва (б) Леухретеряеьм эммам ~в Л и ГВ ~В р,па а) в) Рвс. 3.2.8. Схемы еурбемевеаулармеге васеса (а), вавраеаеавега леваыввл газа (б) в еткачвае хараачервствка (в) двухрете Н и вают насосами Ругов. Они'не имеют масляного уплотнения.
Такие насосы состоят из корпуса 3 (риа. 3.2.7, а) с впускным 10 и выпускным 8 патрубкамн и расположенной в корпусе камеры 7 с двумя вращающимися роторами 6 и 9, имеющими канфигурацшо в виде восьмерки. При работе насоса два ротора врашаютая навстречу друг другу в направлениях, указанных стрелками. Вращение валов 5, опирающ я д «г, ущ я элекгродвигателем 1 через шесшренчатую передачу 4.
Форма и синхронное вращение роторов подбираютая так, чтобы между аамими роторами, а также между стенками камеры постоянно сохранялая небольшой зазор (0,1— 0,15 мм), что долуакаст высокую угловую акоросп роторов (до 3000 мин ') и обеспечивает большую быстроту действия. В процессе экснпуатации насоса необходимо аоздавать предварительное разрежение, юш реализации которого обычно испотаувгся пластннчатороторный насос, обеспечивающий давление запуска порядка нескольких сотен паскаль.
Одноступенчатые насоаы создюот разрежение порядка 10' Па и быстроту действюг до 50 из/а, двухступенчатые - соответственно 10 з Па и 5010 з и 5 10 2 мз/а. Типичная аткачная харакгеристика представлена на рис. 3.2.7, б. Основными достоинствами этих насосов являются отсутствие трения в роторном механизме, хорошая динамическая балансировка, малые габариты и масаа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
