Расчет вакуумных систем. Учебно-методическое пособие

Диаметры входа насосов равны: насос ТМНГ-10000 Dу=750мм,

насос ТМНГ-20000 Dу=1000мм.

Насосы имеют статорные и роторные диски с лопатками, а также подвижные и неподвижные втулки с многоходовой винтовой нарезкой, образующие ступени молекулярного винтового насоса. Быстроты действия форвакуумных насосов составляют:

П.3.2.3. Водоструйные насосы

Водоструйные насосы способны выбрасывать газ в атмосферу. Быстроты действия этих насосов невелики. Насосы работают от водопроводной сети и используются в основном в лабораторной практике. В табл.П.3.2.1 приведена характеристика водоструйного насоса марки НВВ-1. Насос практически не имеет плато

П.3.2.4. Газоструйные насосы

В газоструйном насосе, работающем с выхлопом в атмосферу, давление газа, обеспечивающего его работу, должно превышать в несколько раз давление на выходе из насоса. По этой причине применение газоструйных насосов, использующих сжатый газ, не находит широкого применения по экономическим соображениям. Газоструйный насос может работать, используя атмосферный воздух, если в качестве форвакуумного применить многопластинчатый роторный или жидкостно-кольцевой насос. Характеристики типоразмерного ряда газоструйных насосов приведены на рис.П.3.2.2.

Характеристики водокольцевых форвакуумных насосов (рис.П.3.1.2.), работающих совместно с газоструйными насосами, показаны на рис.П.3.2.2 пунктирными линиями. В диапазоне своих рабочих давлений форвакуумные насосы могут работать без

61

подключения газоструйных насосов. Диаметры входа в газоструйные насосы даны в табл.П.3.2.2.

Рис.П.3.2.2. Характеристики газоструйных насосов: 1 – насос марки АВВ -50; 2 – АВВ-25; 3 – АВВ-12; 4 – АВВ-6; 5 – АВВ-3

Таблица П.3.2.2

Диаметры входа в насосы

П.3.2.5. Диффузионные насосы

Диффузионные насосы позволяют обеспечить получение высокого вакуума. Они способны откачивать любые газы, не взаимодействующие с материалом деталей насоса и рабочей жидкостью. В качестве рабочей жидкости в насосах используются вакуумные масла, синтетические рабочие жидкости и ртуть. Для своей

62

S,м3/ с

работы они требуют применения форвакуумных насосов. Характеристики двух типоразмерных рядов насосов приведены на рис.П.3.2.3 и рис.П.3.2.4.

Таблица П.3.2.3

Диаметры входа и выхода и Рнв

.Диаметры входа и выхода и значения наибольшего выпускного давления приведены в табл. П.3.2.3 и табл. П.3.2.4

63

форвакуумных для диффузионных насосов. Бустерные насосы требуют применения форвакуумных насосов. Характеристики типоразмерного ряда бустерных насосов приведены на рис.П.3.2.5.

S,м3/с

Рис.П.3.2.5. Характеристики бустерных (диффузионно – эжекторных) насосов: 1 – насос марки 2 НВБМ-630; 2 – 2 НВБМ-400;3– 2 НВБМ-250; 4 – 2 НВБМ-160

Диаметры входа, выхода и наибольшее выпускное давление насосов приведены в табл.П.3.2.5.

65

П.3.2.7. Пароэжекторные насосы

Пароэжекторные насосы относятся к насосам низкого вакуума. Они способны откачивать разнообразные среды: от воздуха до агрессивных паров органических кислот. Наибольшее распространение получили пароэжекторные насосы, использующие водяной пар.

Основная характеристика Sн=f(Рн) пароэжекторных насосов схематично показана на рис.П.3.2.6. Эта характеристика не имеет плато и при эксплуатации насосов используется только её левая ветвь, отличающаяся тем, что при малых изменениях входного давления Рн быстрота действия Sн существенно изменяется. Максимальная быстрота действия насоса соответствует точке a (рис.П.3.2.6.). Рабочее давление в откачиваемом сосуде при использовании пароэжекторных насосов, должно соответствовать давлению Ра в точке а основной характеристики насоса.

В отличие от насосов других типов в каталогах на пароэжекторные насосы вместо значений быстроты действия Sа или потока откачиваемого газа Qa=Sa·Pa приводится массовый расход откачиваемого газа Ма. Таким образом, для выбора пароэжекторного насоса нужно знать давление Ра и расход откачиваемого газа М=Мa.

66

В табл.П.3.2.6 приведены значения давления и массового расхода газа, соответствующие конкретным типоразмерам пароэжекторных насосов, выпускаемых ОАО “Вакууммаш”.

Таблица П.3.2.6

Характеристики пароэжекторных насосов

Общее обозначение марки насоса НЭВ МхР. Подстановкой вместо М(кг/ч) и Р(мм.рт.ст) их численных значений из табл.П.3.2.6 определяется конкретная марка насоса, например, НЭВ 2,5х1. Данный насос способен откачивать 2,5кг/ч газа при давлении 1 мм.рт.ст.

П.3.3. Поглощающие вакуумные насосы сорбционного действия

П.3.3.1. Адсорбционные насосы

Откачивающая способность адсорбционных насосов, использующих насыпной сорбент, оценивается не основной характеристикой - зависимостью быстроты действия от входного давления, а способностью откачивать сосуд определенного объёма до определенного давления. В паспорте насоса указывается масса сорбента.

На рис.П.3.3.1 представлены зависимости изменения давления в

67

Отечественный насос марки ЦВН-1-2, содержащий 1кг цеолита 5А, способен за 1 час откачать сосуд объёмом 100 л от атмосферного давления до 1,33 Па.

П.3.3.2. Геттерно - испарительные насосы

Геттерно-испарительные насосы относятся к высоковакуумным средствам откачки. Насосы обладают избирательностью откачки различных газов. Инертные газы и углеводороды практически насосами не откачиваются. Удаление этих газов из насосов осуществляется с помощью вспомогательных насосов. Испарительно- геттерный и вспомогательный насосы образуют агрегат. На рис.П.3.3.2 приведены характеристики испарительно-геттерного насоса (агрегата) марки АВТО-20М. Насос имеет диаметр входа

Dу=1000мм.

68

(агрегата) марки АВТО-20М при откачке различных газов: 1 – водорода; 2 – азота и кислорода ; 3 – воздуха ; 4 – аргона

П.3.3.3. Испарительные ионно-геттерные насосы

Испарительные ионно-геттерные насосы относятся к сверхвысоковакуумным насосам. Насосы обладают избирательностью откачки. Характеристики типо-размерного ряда насосов приведены на рис.П.3.3.3.

Диаметры входа в насосы приведены в табл.П.3.3.1.

П.3.3.4. Магнитные электро- разрядные насосы

Магнитные электро-разрядные насосы относятся к сверхвысоковакуумным насосам. Насосы обеспечивают получение безмасляного вакуума.

69

.

Рис.П.3.3.4. Характеристики магнитных электро – разрядных модулей насосов: 1 – насос марки НСВМГ-400;

2 – НСВМГ-250; 3 – НСВМГ-160

Электро-разрядные насосы комбинируются с геттерно- испарительными насосами. Такие насосы обеспечивают более высокие быстроты действия. На рис.П.3.3.4 приведены характеристики комбинированных насосов при работе только

70