Как работает пластинчато-роторный вакуумный насос?

Принцип работы пластинчато-роторного вакуумного насоса с масляным уплотнением

Ротационно-пластинчатый вакуумный насос (называемый пластинчато-роторным насосом) представляет собой механический вакуумный насос с масляным уплотнением. Его рабочий диапазон давления составляет 101325~1,33×10-2 (Па), что соответствует низковакуумному насосу. Его можно использовать отдельно или в качестве форвакуумного насоса для других высоковакуумных насосов или сверхвысоковакуумных насосов. Он широко используется в производственных и научно-исследовательских подразделениях, таких как металлургия, машиностроение, военная промышленность, электроника, химическая промышленность, легкая промышленность, нефть и медицина.

Пластинчато-роторный насос может откачивать сухой газ в герметичной емкости, а если он оснащен газобалластным устройством, то и некоторое количество конденсирующегося газа. Но он не подходит для перекачки газа с высоким содержанием кислорода, вызывающего коррозию металла, и химических реакций для перекачки масла и частиц пыли.

Пластинчато-роторный насос является одним из самых основных устройств для получения вакуума в вакуумной технике. Пластинчато-роторные насосы в основном представляют собой насосы малого и среднего размера. Пластинчато-роторные насосы бывают двух типов: одноступенчатые и двухступенчатые. Так называемый двухступенчатый насос предназначен для последовательного соединения двух одноступенчатых насосов. Как правило, он состоит из двух стадий для получения более высокой степени вакуума. Соотношение между скоростью откачки и входным давлением пластинчато-роторного насоса установлено следующим образом: при входном давлении 1333 Па, 1,33 Па и 1,33×10-1 (Па) значение скорости откачки не должно быть ниже 95 %, 50% и 20% от номинальной скорости откачки насоса.

Ротационно-лопастной насос в основном состоит из корпуса насоса, ротора, лопастного ротора, торцевой крышки, пружины и т.д. В полости пластинчато-роторного насоса эксцентрично установлен ротор, внешняя окружность ротора касается внутренней поверхности полости насоса (между ними имеется небольшой зазор), а в прорезь ротора. При вращении, опираясь на центробежную силу и натяжение пружины, чтобы удерживать верхнюю часть вращающейся лопасти в контакте с внутренней стенкой насосной камеры, вращение ротора заставляет вращающуюся лопасть скользить вдоль внутренней стенки насосной камеры. насосная камера.

Две вращающиеся лопасти делят серповидное пространство, окруженное ротором, насосной камерой и двумя торцевыми крышками, на три части А, В и С, как показано на рисунке. Когда ротор вращается в направлении стрелки, объем пространства А, сообщающегося с всасывающим отверстием, постепенно увеличивается, и оно находится в процессе всасывания. А объем пространства С, сообщающегося с выпускным отверстием, постепенно уменьшается, как раз в процессе откачки. Объем пространства В посередине также постепенно уменьшается, что находится в процессе сжатия. Поскольку объем пространства А постепенно увеличивается (т. е. расширяется), давление газа уменьшается, а внешнее давление газа на входе в насос выше, чем давление в пространстве А, поэтому происходит вдыхание газа.

Когда пространство А изолировано от всасывающего отверстия, оно поворачивается в положение пространства В, газ начинает сжиматься, объем постепенно уменьшается и, наконец, сообщается с выпускным отверстием. Когда сжатый газ превышает давление выхлопа, выпускной клапан открывается сжатым газом, и газ проходит через слой масла в баке и выбрасывается в атмосферу. Цель непрерывной перекачки достигается непрерывной работой насоса.

Принцип работы одноступенчатого роторно-пластинчатого вакуумного насоса

Одноступенчатый пластинчато-роторный насос имеет только одну рабочую камеру и в основном состоит из статора, лопастного ротора и ротора. Ротор установлен эксцентрично в насосной камере, а две вращающиеся лопасти установлены в канавке ротора, близкой к стенке цилиндра за счет силы упругости пружины (присутствует также центробежная сила вращающихся лопастей после вращения) . Ротор и лопатки делят полость статора на всасывающую и нагнетательную.

Когда ротор вращается в полости статора, объем со стороны впускного отверстия для воздуха периодически постепенно увеличивается, чтобы вдыхать газ, в то время как объем со стороны выпускного отверстия постепенно уменьшается, чтобы сжимать вдыхаемый газ и выпускать его из выхлопной клапан.

Вентиляционный клапан погружен в масло для предотвращения попадания атмосферного воздуха в насос. Масло вакуумного насоса поступает в камеру насоса через масляное отверстие и выпускной клапан, так что все движущиеся поверхности в камере насоса покрываются маслом, образуя уплотнение между камерой всасывания и камерой выпуска.

Принцип работы двухступенчатого роторно-пластинчатого вакуумного насоса

Чтобы улучшить предельный вакуум насоса, а также повысить точность обработки корпуса насоса, ротора и вращающейся лопасти, а также свести к минимуму монтажный зазор и вредное пространство, наиболее эффективным способом является соединение двух одноступенчатых насосов. последовательно, образуя двухступенчатый насос.

Насос состоит из двух рабочих камер. Две камеры соединены последовательно и вращаются в одном направлении с одинаковой скоростью. Камера является передней стадией камеры B. А — ступень низкого вакуума, В — ступень высокого вакуума. Перекачиваемый газ поступает в переднюю ступень через ступень высокого вакуума (В) и выпускается из насоса через выпускной клапан. Передняя ступень (A) аналогична одноступенчатому насосу, масло поступает в насосную камеру в любое время, в то время как высоковакуумная ступень (B) имеет только небольшое количество масла, когда она начинает работать, и масло не поступает. насосную камеру после работы в течение определенного периода времени. Когда насос начинает работать и давление вдыхаемого газа относительно высокое (например, начинается откачка воздуха от атмосферного давления), газ сжимается через камеру B, и давление резко возрастает, и часть сжатого газа выпускается непосредственно из вспомогательного выпускного клапана (1), а другая часть выпускается через переднюю ступень.

Когда насос работает в течение определенного периода времени, когда давление газа, вдыхаемого камерой B, низкое, даже если он сжимается камерой B, давление не может превысить одно атмосферное давление, а вспомогательный выпускной клапан 1 не может быть разряжен, и весь вдыхаемый газ будет поступать. Комната передней сцены A выпускается через выпускной клапан 3 посредством непрерывного сжатия комнаты A.

После того, как насос работает в течение определенного периода времени, так как давление воздуха на входе высоковакуумной ступени значительно снижается, давление на выходе также очень мало, поэтому разница давлений между входом и выходом камеры B также невелика, и количество возвращаемого сжатого газа соответственно уменьшается; в то же время последняя ступень Молекулы масла, которые легко испаряются в насосе, постоянно отсасываются камерой передней ступени А, и парциальное давление паров масла снижается. Таким образом, загрязнение маслом двухступенчатого насоса меньше, чем у одноступенчатого насоса, и предельная степень вакуума будет значительно улучшена.

1-ступенчатый и 2-ступенчатый роторно-лопастной вакуумный насос

Одноступенчатый пластинчато-роторный насос состоит из одного ротора с несколькими лопастями, которые вращаются внутри цилиндрической камеры. Когда ротор вращается, центробежная сила прижимает лопасти к стенке камеры, создавая уплотнение и образуя камеры переменного объема. Насосное действие происходит за счет расширения и сжатия газа в этих камерах, что приводит к созданию вакуума.

Простота: одноступенчатые насосы имеют простую конструкцию с меньшим количеством движущихся частей, что делает их компактными, легкими и простыми в эксплуатации и обслуживании.

Экономичность: эти насосы, как правило, более доступны по цене по сравнению с двухступенчатыми насосами, что делает их экономичным вариантом для применений, не требующих чрезвычайно низкого уровня вакуума.

Подходит для вакуума от низкого до среднего: одноступенчатые насосы идеально подходят для приложений, требующих уровня вакуума в диапазоне примерно от 100 до 1000 мбар (миллибар).

Эффективность при низких нагрузках по газу: они хорошо работают при работе с низкими нагрузками по газу, что делает их подходящими для применений, где расход газа не является чрезмерным.

В двухступенчатом роторно-пластинчатом насосе процесс перекачки разделен на две последовательные ступени, каждая со своим набором лопастей. Первая ступень, известная как ступень высокого вакуума, работает аналогично одноступенчатому насосу, создавая начальный уровень вакуума. Газ, выходящий из первой ступени, затем поступает во вторую ступень, где происходит дальнейшее сжатие, что приводит к еще более низкому уровню вакуума.

Более высокие уровни вакуума: 2-ступенчатые насосы способны достигать значительно более высоких уровней вакуума по сравнению с 1-ступенчатыми насосами. Они могут достигать уровня вакуума до 0,1 мбар или даже ниже.

Улучшенная работа с газом: эти насосы эффективны при работе с более высокими газовыми нагрузками и могут эффективно откачивать большие объемы газа.

Повышенная устойчивость к обратному потоку: двухступенчатая конфигурация обеспечивает лучшую устойчивость к обратному потоку, предотвращая попадание масла или загрязняющих веществ в вакуумную камеру или систему.

Подходит для приложений с высоким вакуумом: двухступенчатые насосы хорошо подходят для приложений, требующих высокого уровня вакуума, таких как аналитические приборы, вакуумное нанесение покрытий и производство полупроводников.