Вакуумные насосы | Энергетика. ТЭС и АЭС

Технологические процессы производства часто требуют создания вакуума. Для получения вакуума в камерах различного объема при условии выделения из металла газа, наличия пыли, ограничений по давлению применяются вакуумные насосы различных типов.

Характеристики вакуумных насосов

Основными характеристиками для насосов являются:

· скорость перекачки газа;

· максимальное давление выпуска. Иногда это давление может быть слишком мало для того,

чтобы газ уходил в атмосферу. В этом случае требуется дополнительный агрегат, который создавал бы дополнительный вакуум (режим форвакуум);

· предельный вакуум – это минимальное давление.

Варианты вакуумных насосов

Вакуумные насосы можно разделить на 2 группы:

· механические;

· пароструйные.

Для предотвращения просачивания газа между статором и ротором в насосах 1-й группы может быть использовано масло. Они составляют подгруппу масляных насосов.

В состав этой подгруппы входят насосы:

· пластинчато-роторные;

· пластинчато-статорные;

· золотниковые.

Пароструйные подразделяются на пароэжекторные и диффузионные.

Конструкция и функционирование механических насосов

Эти насосы состоят из статора и вращающегося внутри него ротора. При вращении ротора, который расположен несимметрично, происходит захват газов в большой объем камеры через впускное отверстие. При дальнейшем вращении газ попадает в маленький резервуар, где сжимается и выбрасывается в атмосферу через выпускной клапан.

Для разделения внутреннего объема статора на две неравные камеры служат специальные пластины с пружинами. В насосе 1-го типа имеются две пластины в роторе, а в насосе 2-го типа имеется 1 пластина в статоре.

В насосе с золотником используется плунжер, насаженные на эксцентрик. При вращении последнего газ проходит в камеру сжатия через окно в плунжере.

Для откачивания смеси газов с наличием влажного воздуха используется аппараты с дополнительным клапаном, который препятствует конденсации водяного пара.

Скорость откачки вращающихся масляных насосов может лежать от 0,6 до 1300 м3/час. Предельное давление может достигать 0,00001 мм рт. ст. (если он имеет 2 ступени).
Кроме масляных существуют сухие механические насосы. Обычно это многопластинчатые агрегаты.

Принцип работы пароструйных насосов

Насос пароэжекторного типа действует путем захвата газа струей пара. При этом перемешиваются газ и пар. Проходя через расширяющийся диффузор, смесь уменьшает свою скорость, в результате чего возникает перепад давлений. Насос такого типа создает разряжение на выходе в 10-20 кПа. Для большего разряжения используется многоступенчатый агрегат.

Конструкция диффузионного насоса – это цилиндр из металла с паросоплами. В нем используется вода, которая подогревается. Пар поднимается вверх, конденсируется. Капли воды падают вниз, захватывая молекулы газа. Последние сжимаются несколькими ступенями, а потом откачиваются механическим насосом. С помощью такого многоступенчатого аппарата можно получить высокий вакуум.

Достоинства и недостатки

Каждый из видов вакуумных насосов имеет свои достоинства и недостатки.
Например, механические пластинчатые насосы по сравнению с более ранними поршневыми насосами имеют следующие преимущества:

· простота устройства;

· отсутствие клапанов, что делает их более надежными;

· легкая регулировка производительности путем изменения скорости вращения;

· не требуется фундамент или система уравновешивания.

Недостатками механических устройств являются:

· высокая точность изготовления узлов;

· сложность эксплуатации агрегата;

· наличие движущихся частей.

По сравнению с механическими агрегатами у пароструйных насосов есть следующие достоинства:

· большая долговечность;

· высокая производительность;

· меньшая чувствительность к содержанию в откачиваемых газах пыли и паров;