2 Ротационные насосы
Ротационные насосы или по-другому пластинчато-роторные насосы (далее РПВН) – вакуумное оборудование компактного размера. Оно используется для образования вакуума в требуемой среде. Устройства обладают простой и надежной конструкцией, а также функционируют в области низкого/среднего вакуума. Они обладают сбалансированными техническими характеристиками и не нуждаются в частом обслуживании.
Устройство РПВН представлено на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Устройство пластично-роторного насоса
Базовые конструктивные элементы пластинчато-роторных насосов:
корпус (внутри находится рабочая камера с деталями);
электромотор;
устройство для охлаждения (вентилятор/водная рубашка);
патрубки (выхлопные/всасывающие);
емкость, масляный сепаратор, место для залива/слива смазки, смотровое окно (для масляных моделей насосов);
газобалластное устройство.
Безмасляные агрегаты имеют идентичное устройство с масляными моделями. Имеются отличия в системе охлаждения (в безмасляном оборудовании она усилена), а также на корпусе нет емкости и сепаратора для смазки.
Конструкция пластинчато-роторных агрегатов имеет электрический мотор и насосную часть. В насосе расположен цилиндрический ротор с радиальными пазами, где находятся пластины. Масляные устройства оснащаются пластинами из металла и материала с антифрикционными свойствами. «Сухие» модели производятся с пластинками из графита.
Газобалластный клапан нивелирует попадание загрязнений в смазку. Благодаря эффективной вентиляции предотвращается перегрев оборудования при интенсивной работе.
Рассмотрим принцип работы пластично-роторного насоса (см. рисунок 3.2). Устройство работает в 4 этапа:
всасывание;
перенос;
сжатие;
выбрасывание;
Рисунок 3.2 – Принцип работы пластично-роторного насоса
Воздушная масса через входное отверстие поступает в рабочую камеру. Воздух начинает плавно сжиматься из-за вращательных движений пластин ротора, которые плотно соприкасаются с внутренней частью цилиндра и транспортируют газ в узкое серповидное пространство. В этом месте воздушная масса подвергается сжатию, а затем выходит наружу с помощью выпускного отверстия. Поступающее масло обрабатывает конструктивные элементы насоса, снижая их трение и температуру. В «сухих» агрегатах нагрев деталей наблюдается быстрее.
Рассмотрим этапы работы пластично-роторного насоса более детально.
Всасывание: Когда ротор находится в положении 180°, газ движется в насосную камеру. Внутренне пространство увеличивается из-за пространства в виде полумесяца. Давление газовой среды снижается пропорционально увеличению ее объема. Этот процесс способствует всасыванию газа в агрегат для получения нужного вакуума.
Перенос: Верхняя лопасть располагается во впускном отверстии. Происходит его ограждение от перекачиваемой среды.
Сжатие: Благодаря вращению производится сжатие/нагрев газа перед лопастью, располагающейся внизу. Наблюдается снижения объема из-за уменьшения свободного места между ротором и статором.
Выбрасывание: От движения нижней лопасти повышается давление, и выпускной клапан открывается для выхода газа. Выбрасывание происходит с помощью воздействия давления.
Как и у любого устройства, у РПВН есть свои достоинства и недостатки. Достоинствами являются следующее:
прочная/надежная конструкция;
высокая ремонтопригодность;
выносливость/износостойкость;
продолжительный период эксплуатации;
высокая/стабильная производительность;
могут работать в неблагоприятных условиях (при откачке пара или низком давлении);
нет пульсаций газа;
удобство установки, ремонта и обслуживания;
устойчивость к высокой температуре;
легкость технического обслуживания;
тихая работа мотора;
химическая нейтральность;
не выбрасываются в атмосферу загрязняющие вещества.
Недостатки РПВН:
безмасляные модели нуждаются в частой замене пластин;
попадание паров масла в рабочую среду;
не могут работать с агрессивной средой;
присутствие пар трения.