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.
Вакуумный насос
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;
- отсутствие в агрегате движущихся частей;
- использование дешевого пара, который легко получить на металлургическом предприятии;
- отсутствие необходимости в дополнительных площадях для размещения установки.
Источник Промразвитие.