Насос ВН-461 — один из наиболее распространенных для откачки до давлений порядка 10~2—10-3 тор (рис. 9). В пластинчато-статорном насосе ось вращения ротора не совпадает с осью ротора, но совпадает с осью полости статора. Точка касания ротора скользит по статору, при этом пластина совершает колебательное движение вверх-вниз в прорези статора. Пластина и ротор делят полость насоса на два объема: расширяющийся и сжимаемый; первый объем соединен с откачиваемой установкой, второй — с атмосферой через клапан.
Камера насоса помещена в бак с маслом, которое предотвращает проникновение воздуха вдоль привода вала и через торцовые сочленения камеры. Л1асло частично проникает в камеру и уплотняет скользящие линии соприкосновения ротора и статора, ротора и пластины, по которым возможен прорыв воздуха из области сжатия в область разрежения. В любой момент в насосе содержатся две порции газа, причем каждая порция откачивается за два полных оборота ротора: за один оборот всасывается, за следующий выталкивается. Эти порции газа взаимно сдвинуты по фазе откачки (углу поворота ротора) на 360°.
Обозначим УМакс объем зазора между роторами и статором, равный максимальному объему откачиваемой порции газа в момент наибольшего расширения. Тогда за 1 мин откачивается объем газа УмаксП/2. ГеометричеБыстрота откачки насоса зависит от его размеров Умакс скорости вращения п, от давления и от конструкции С.
Предельный вакуум масляно-ротационных насосов складывается из давлений продуктов масла и остаточных газов воздуха. Второе слагаемое определяется растворимостью воздуха в масле насоса, герметичностью корпуса насоса и его газоотделением, качеством масляного уплотнения и величиной «вредного» пространства в полости насоса, откуда воздух не может быть вытолкнут ротором. Масло растворяет ориентировочно до 10% воздуха от своего объема.
Предельный вакуум по воздуху у масляно-ротационных насосов порядка 2- I0 3 тор, причем для улучшения предельного вакуума насосы выполняются с двумя последовательными ступенями откачки на одном валу. Предельный вакуум по общему давлению воздуха и паров масла определяется парами масла и летучими продуктами (легкими фракциями) разложения масла из-за нагрева и трения между деталями насоса (фрикционно-термический крекинг), он имеет порядок 10~2 тор. В паспортах масляно-ротационных насосов указывается РПр как по воздуху, так и по общему давлению.
Промышленность выпускает для ротационных насо-» сов масла марки ВМ-4 и ВМ-6. Упругость паров масла ВМ-6 при 20° С составляет 10"6 тор; при 105—130° С соответственно 10-2 тор. От масла зависит качество уплотнения и смазки трущихся частей, предельный вакуум и потребляемая мощность. Вязкость масла выбирают оптимальным образом: для улучшения уплотнения вязкость должна быть большая, а для уменьшения сопротивления вращению требуется малая вязкость. Мощность, потребляемая насосом, определяется работой по преодолению сил трения ротора в масле и ра-
ская быстрота откачки насоса равна Sr = 2 (VMaKC/z/2) = УмаксЯ (где п — число оборотов ротора в 1 мин), та как одновременно откачиваются две порции газа. С уче том пропускной способности входного патрубка насос, С и его предельного вакуума
ботой сжатия откачиваемого газа. Мощность откачки
равна
где у= 1,4 для воздуха. В момент начала откачки 1^отк=0, поскольку при Р = Ра нет сжатия газа. С уменьшением давления на входе насоса мощность откачки также становится малой. В процессе откачки 1^Отк достигает максимума при промежуточных давлениях порядка 230—250 тор.
За последние годы были разработаны и освоены промышленностью новые масляно-ротационные насосы. По сравнению с прежними моделями у них улучшены вакуумные характеристики, достигнуто уменьшение расхода мощности и облегчение веса. Улучшены конструкции насосов, например применяется привод насоса от двигателя с общим валом вместо ременной передачи. Разработаны уникальные насосы: большой насос ВН-500 с быстротой откачки 500 л!сек и малый насос ВН-01 в герметичном исполнении на 0,1 л/сек. У двухступенчатых насосов предельный вакуум (полный) доведен до 10~3 тор, по воздуху до 10"4 тор.
Таблица 9
|
Параметр |
Тип насоса | ||||
|
ВН-461 |
ВН-3-2 |
ВН-10 |
ВН-40 |
ВН-150-1 | |
|
Быстрота откачки, л)сек |
0,89 |
3 |
6 |
25 |
150 |
|
Предельный вакуум, по воздуху, тор |
10-з |
2-10-5 |
1,5-10-4 |
2-10-5 |
2-Ю-3 |
|
Количество ступеней откачки |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
|
Вес насоса, кГ |
75 |
43 |
120 |
300 |
1150 |
|
Мощность двигателя, квпг |
0,60 |
0,60 |
1 |
4,5 |
14 |
В настоящее время разработаны унифицированные масляно-ротационные насосы Каждый насос может быть выполнен с одной и двумя ступенями откачки. Насосы малой производительности пластинчато-роторного типа имеют шесть типоразмеров (от 0,1 до 6 л!сек) и все снабжены газобалластными устройствами.
Насосы средней производительности плунжерного типа имеют пять типоразмеров от 6 до 150 л/сек. Насосы имеют одинаковый профиль сечения разных размеров, применяется широкая унификация основных узлов и деталей (клапаны, плунжеры и т. д.). Для сравнения в табл. 9 приведены параметры насоса старого типа ВН-461,