Введение
Двухроторные вакуумные системы (системы Рутса) состоят из двухроторных и форвакуумных насосов, используемые почти повсеместно в вакуумных установках, где в условиях среднего вакуума необходимо быстро откачать большую массу или объем газов. Они применяются в линиях первичного разрежения при создании среднего вакуума.
Двухроторные вакуумные системы активно применяются в различных процессах и сферах деятельности:
в металлургии, в ряде процессов, происходящих под вакуумом;
для производственных и научно-исследовательских лабораторий;
в практических экспериментах химической области и в космических открытых экспериментах.
Основным элементом таких систем является двухроторный вакуумный насос. Принцип его работы следующий (рис. 1): два одинаковых ротора вращаются навстречу друг другу в корпусе с фиксированным зазором, благодаря синхронизирующей передаче и форме профиля ротора. Газ, отсекаемый при вращении роторов на стороне входного патрубка, перемещается с входа на выход с постоянным объёмом, образованным между корпусом насоса и впадинами роторов. Перетекание газа в обратном направлении практически исключается благодаря малым величинам межроторных и корпусных зазоров. При этом стоит иметь в виду, что насос не обеспечивает сжатия откачиваемой газовой среды, а только ее перемещение от входного порта к выходному, поэтому коэффициент компрессии (отношение давления газов на выхлопе и впускном патрубке) двухроторного насоса невелик.
Взаиморасположение роторов фиксируется парой косозубых шестерён, установленных на хвостовиках роторов.
Двухроторный вакуумный насос улучшает характеристики форвакуумного насоса: снижает предельное остаточное давление, повышает быстроту действия в области относительно низких впускных давлений, снижает обратный поток.
Рис. 1. Схема работы двухроторного насоса
Плюсы и минусы двухроторных вакуумных насосов:
благодаря небольшим зазорам в роторе, насос можно использовать в работе без фильтра, так как механизм совершенно равнодушный и не боится попадания пыли и мелких частиц;
вращающаяся часть агрегата, работает с полным отсутствием трения;
аппарат прост в управлении, роторный механизм отлично поддается динамической балансировки;
высокая быстрота функционирования насоса, не смотря на компактность и незначительный вес
малая степень роста давления;
неидеальный процесс сжатия;
при работе издает сильный шум.
Двухроторные вакуумные насосы применяются, как правило, в области давления всасывания 1,33 ... 133 Па. Полная уравновешенность и хорошая динамическая балансировка роторов обеспечивают достижение высокой частоты вращения, что приводит большой быстроте действия при сравнительно малых размерах. Двухроторные вакуумные насосы, выпускаемые с быстротой действия от 0,0015 до 10 м2/с, создают остаточное давление до 0,5 Па.
Цель курсового проектирования – спроектировать двухступенчатый двухроторный вакуумный насос, в соответствии с исходными данными к работе.
Задачами курсового проектирования являются: определение основных размеров насоса, проектирование (профилирование) роторов, расчет зазоров и их проводимости, определение мощности насоса, изучение составных элементов двухроторного вакуумного насоса.