Лекция 2

(для 6-го семестра 2012 учебного года)

МЕХАНИЧЕСКИЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ

Содержание

1. Механические вакуумные насосы: назначение, принцип действия, варианты конструкции

2. Вращательные вакуумные насосы

1. Пластинчато-роторные вакуумные насосы (ПРВН)

2. Плунжерные вакуумные насосы (НВЗ)

2.3. Двухроторные вакуумные насосы (ДВН)

4. Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы

5. Турбомолекулярные вакуумные насосы

3. Области использования механических вакуумных насосов

Приложение

1. Механические вакуумные насосы

Основным элементом вакуумной системы, как правило, является механический вакуумный насос. В механических вакуумных насосах рабочие органы насоса периодически захватывают определенный объем газа, отделяют его от откачиваемого сосуда, сжимают и выталкивают (обычно в атмосферу непосредственно или через очистные и защитные устройства). Процесс откачки происходит вследствие периодического изменения объема рабочей камеры, образованной вращающимися и неподвижными частями вакуумного насоса.

Таким образом, механические вакуумные насосы, в которых реализуется рассмотренный рабочий процесс, относятся к насосам объемного принципа действия.

В процессе объемной откачки выполняются следующие основные операции:

1. всасывание газа за счет расширения рабочей камеры насоса;

2. уменьшение объема рабочей камеры и сжатие находящегося в ней газа;

3. удаление сжатого газа из рабочей камеры в атмосферу или подача газа на вход насоса предварительного разрежения.

Диаграмма работы насосов объемного действия – зависимость объема V_к и давления Р_к от времени показана на рис. 1. Область А – всасывание газа, область Б – сжатие газа, оьласть В – выхлоп. Кривые 1 и 2 соответственно представляют собой зависимости объема и давления от времени. На рис. 2 представлена в координатах Р-V диаграмма рабочего цикла насоса.

По своему устройству механические вакуумные насосы объемного принципа действия могут быть разделены на две большие группы:

• возвратно-поступательные, у которых изменение объема рабочей камеры осуществляется за счет возвратно-поступательного движения частей (перемещения недеформируемого или жидкостного поршня);

• вращательные, у которых изменение объема рабочей камеры осуществляется вследствие вращательного движения.

К возвратно-поступательным относятся вакуумные поршневые насосы (ВПН). ВПН широко применяются в промышленности для откачивания сухих газов и газов с примесью капельной влаги. Отличаются надежностью, длительным ресурсом. Малопроизводительны (до 9 м³/мин), предназначены для создания низкого вакуума.

Наибольшее распространение получили в вакуумной технологии вращательные насосы

2. Вращательные вакуумные насосы

В их конструкции реализован принцип объемной откачки.

2.1. Пластинчато-роторные вакуумные насосы. На рис. 3 приведена конструктивная схема насоса. В неподвижном корпусе эксцентрично вращается ротор, в пазы которого свободно вставлены пластины. При вращении ротора пластины под действие центробежных сил прижимаются ко внутренней поверхности разгрузочных колец.

Всасывание, сжатие и нагнетание газа осуществляется при изменении объема ячеек, образованных эксцентрично расположенными ротором, пластинами, корпусом и торцевыми крышками. Расшифровка обозначения насоса данного типа (НВР-16Д): Н – насос, В – вакуумный, Р – роторный; после тире: номинальная быстрота действия л/с, Д – двухступенчатый).