Розанов Л.Н. Вакуумная техника 1990 (1065500), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Пластинчато-статорный и золотниковый насосы работают в масляной ванне, так же как и пластинчато-роторный насос. Характеристики этих насосов примерно одинаковы, но золотниковые насосы имеют большие быстроты откачки. Выстроты действия этих насосов в зависимости от давления показаны на рис. 4.15 и могут быть опи- 89 рад оа Ра /а "э яа ыа мг мал па Ряс. 4.15.
Зависимость бы. строты действия от входного давлении для ротаннонных мвслявых насосов Ряс. 4.16, Зависимость предельного давлення от вы- пускного саны формулой (4.12). Кривая 1 соответствует работе одноступенчатого насоса, кривая 2 — двухступенчатого без ловушки, кривая 3 — двухступенчатого с ловушкой. Давление запуска и выпускное давление насосов обычно равны атмосферному, но при герметичной перекачке газов они могут изменяться в широких пределах. Зависимость их предельного давления от выпускного показаны на рис. 4.16.
Наибольшее выпускное давление рн-2 10' Па. При выпускных давлениях, больших р„нарушается герметичность масляного уплотнения в зазорах насоса и наблюдается резкое ухудшение предельного давления. При выпускном давлении, меньшем рн, предельное давление практически не зависит от выпускного. В качестве рабочей жидкости насосов обычно применяются вакуумные масла, полученные из обычных смазочных материалов отгонкой как легких, так и тяжелых фракций. Характеристики вакуумных масел отечественного производства приведены в табл.
П.1. Температура вспышки масел должна быть не ниже 200'С, что характеризует отсутствие в масле легкоокисляющихся фракций. Полусухое трение, существующее в насосах, сопровождается разогревом отдельных соприкасающихся микронеровностей вплоть до температуры п.тавлеиия металла.
В таких условиях наблюдается крекинг масла с образованием легких углеводородов, ухудшающих предельное давление насоса. Характеристики выпускаемых промышленностью ротационных вакуумных насосов различных типов приведены в табл. П.2 и на рис. П.). Для работы с большой быстротой действия при малых степенях сжатия удобны ротационные вакуумные насосы с обкатываемыми профилями. Вращение роторов обеспечивается синхронизирующей передачей. Профили роторов в этих насосах таковы, что при взаимной обкатке они ие соприкасаются. В некоторых конструкциях маслозаполненных насосов синхронизирующая передача отсутствует и роторы соприкасаются.
Наиболее распространены двухроторные конструкции. 90 По способу сжатия газа ротацион- д ные вакуумные насосы с обкатывае- 2 мыми профилями можно разделить на насосы с внешним, частичным внутренним и внутренним сжатием. В насосах с внгшнилг сжатием газ сжимается только в процессе нагнетания. К таким насосам относятся двухроторные насосы (насосы Рутса), имеющие роторы с леминнскатными про- Рнс.
4.17. Схема двухрофилями (рис. 4.17). За один оборот торного насоса с лемнннскаждый из роторов дважды перебра- квтнымн профилями (насос сывает заштрихованный объем газа Рутсн) из области высокого вакуума в область предварительного разрежения. Роторы вращаются в разные стороны Синхронность их вращения обеспечивается зубчатой передачей с передаточным числом, равным единице (обозначена на рисунке пунктиром).
Объем рабочей камеры насоса У 2пйх1Км (4.21) где )г — максимальный радиус ротора; 1 — длина ротора; Кь= =Л/пй', Ь вЂ” площадь впадин в площади круга, описанного вокруг ротора. Умножая объем рабочей камеры насоса Ук (4.2! ) на частоту вращения роторов и, можно определить геометрическую быстроту откачки насоса 5ь Обратный поток газа в этих насосах в основном определяется технологическими зазорами в роторном механизме: (4.22) (у,— проводимость зазоров в роторном механизме, Считая зазоры тонкими щелями, запишем проводимость (для воздуха) 13.58) при молекулярном режиме (мв/с): 11а=116 А, где А=1(бр+2орн)+4)г'(бг1+бтв) — суммарная площадь зазоров, м'.
Здесь бр — зазоР междУ РотоРами; бр,— зазоР междУ РотоРами и корпусом; бг~ и бгв — торцевые зазоры между роторами и крышами. Величина зазоров между ротором и статором обычно равна 0,004Я, а между роторами и торцевыми крышками — 0,006)г. Обратный поток газа в насосе можно также выразить через предельное давление н максимальную быстроту действия насоса: 44оо= =5гнахрнр. Решая это уравнение совместно с (4.22) при р„=рпр найдем коэффициент компрессии насоса: К=раых)рпр=! +5тах%а Значение коэффициента компрессии зависит от проводимости зазоров, возрастающей с повышением давления. В высоком вакууме Кж50, а при атмосферном давлении -1,5.
В связи с этим зависимость быстроты действия от давления, представленная на рис. 4.18, имеет характерный спад в области высоких давлений. Нормальная 91 8 работа насоса такого типа возможна только при наличии насоса предварительного разрежения. Предельное давление одноступенчатых насосов 5 1О-' Па, двухступенчатых — 4 10-' Па с учетом давле1 ния насыщенных паров вакуумного масла, применяемого для смазки под- 10- лхг грп,рг,п2 и шипников. При работе с ловушкой предельное давление составляет 10-' Р не.
4.18. Характеристика Па, Наибольшее выпускное давление пенчвтого;У з — двухступенчатого с 10 Па. Двухррторные насосы имеют при тех же .габаритах значительно большие быстроты действия, чем пластинчатые и насосы с катящимся ротором, так как из-за отсутствия трения между ротором и статором можно значительно увеличить их частоту вращения. Быстрота действия современных двухроторных насосов лежит в пределах от 5 до 5000 л/с. Удельные характеристики насоса 0,5... 3 кг/(л/с) и 6...30 Вт/(л/с), причем меньшие значения удельной мощности даны для насосов с большей быстротой действия. Характеристики двухроторных насосов различных типов приведены на рис. П.!. и в табл. П.З. Р абота объемных вакуумных насосов может сопровождаться рядом нежелательных явлений: проникновением паров рабочих жик т ос ей из насоса в откачиваемый объект; загрязнением насоса от- дкачиваемыми веществами с высоким давлением насыщенных па ов; потерей рабочей жидкости через выхлопной патрубок; утечкой откачиваемого газа и т.
д. Для ограничения этих явлений служит специальное сервисное оборудование, которым в случае необходимости снабжаются объемные насосы: ловушки, влагопоглотители, натекатели, конденсаторы, фильтры, уплотнители и т. д. П ри высоких давлениях (более 1О' Па) обратный поток паров го газа и рабочей жидкости задерживается встречным потоком откачивае мо- газа и в применении защитных устройств не возникает необходимости. Г1ри более низких давлениях, когда длина свободного пути молекул газа становится больше диаметра входного патрубка насоса, пары рабочей жидкости могут двигаться навстречу основному потоку и проникать в откачиваемый объект. Если температура насоса выше, чем температура откачиваемого объекта, то обратный поток будет существовать до тех пор, пока вся рабочая жидкость насоса не переместится в откачиваемый объект.
Для защиты откачиваемого объекта от паров рабочей жидкости используются ловушки — устройства для парциальной откачки паров рабочих жидкостей. НО й 0) Ряс. 4.19, Схемы ловушек для паров рабочих жидкостей объем- ных насосов: л — мехвннческвя ловушка; б — вдсорбдпоннвя ловушка; в — донная ловушка Таблица 4.1 Характеристики пористых материалов Материал Параметры шнрокапорпстое стекло тонко. порнстое стекло нерыввею. щвя стель медные фильтры Размеры пор, мкм Удельная проводимость, м'/(с ем') 2 10' 1,Ь 1О' 210 в 310 в 1О 'е 10 ' 10-в 93 К ловушкам предъявляются следующие основные требования: максимальное защитное действие иа заданном сроке службы и минимальное сопротивление основному потоку откачиваемого газа.
В качестве дополнительных требований можно назвать возможность регенерации, надежность, простоту и технологичность конструкции, удобство эксплуатации, Механические ловушки (рис. 4.19, а) для объемных насосов представляют собой устройства, препятствующие прямому пролету паров рабочей жидкости из насоса в откачиваемый объект. Для получения заметного защитного действия в момент остановки насоса в ловушке должны выполняться условия молекулярного режима течения газа вплоть до атмосферного давления, что соответствует наибольшему расстоянию между элементами ловушки 0,1 мкм. Такие размеры можно обеспечить только в пористых элементах 1. Наиболее эффективно применение элементов из пористого стекла, стекло- волокнистых материалов, пористых меди и нержавеющей стали.
Наиболее часто используемые материалы приведены в табл. 4.1. Габариты ловушек зависят от удельной проводимости пористых материалов. Поглощение паров масла в ловушках осуществляется адсорбцией на стенках капиллярных каналов. Период непрерывной работы ловушки составляет несколько сотен часов, по истечении которых элемент должен быть заменен, очищен продувкой атмосферным воздухом или прогрет до высоких температур ( 500'С).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
