Форвакуумный насос, разновидности и параметры

Цель подобных насосов – заблаговременное разряжение. Они могут сформировать вакуум от 1 вплоть до 0.0001 мм ртутного столба. Форвакуумные насосы исполняют роль 1-ой ступеньки высоковакуумной конструкции, они необходимы чтобы сберечь ресурсы конструкции и с целью формирования пригодных обстоятельств под ее работу.

Форвакуумный насос – это

В случае если необходимо сформировать вакуум, то в ход, как правило, вступают насосы последующих видов:

• Водокольцевой;
• Пластинчато-роторный;
• Роторно-поршневой;
• Золотниковый (поршневой);
• Винтовой;
• Спиральный.

С недавнего периода, человек начал отдавать свой выбор насосам безмаслянного вида. Подобные насосы не засоряют маслоподкачивающими парами вакуум, что сами формируют.

Форвакуумный насос: принцип работы

Принцип действия таких насосов должен заключаться в подготовке всех условий, которые требует работа насосов среднего или высокого вакуума и поддержания оптимального уровня давления в высоковакуумной установке, которое нужно во время ее действия.

Водокольцевые насосы устроены следующий образом: рабочие камеры насосов содержат внутри своего корпуса рабочие колеса (роторы с пластинами). Во внутреннем пространстве камеры находится вода, которая занимает половину этого пространства. Когда ротор с пластинами начинает свое вращение, центробежная сила перераспределяет воду вблизи камерных стенок, за счет этого процесса образуется разряженное пространство. В следствие того, что ротор находится не в центре камеры, а имеет эксцентричное месторасположение, разряженное пространство имеет серповидную форму, что позволяет ему сжимать газ, который должен попасть в его меньшую область, затем газ идет в окно, которое образовалось в созданном пространстве.

Принцип работы пластинчато-роторного насоса: рабочая камеры содержит ротор, который смещен от центра. В специально предназначенных пазах находятся пластины. Ротор, во время своего вращения, сгоняет газ внутрь рабочей камеры, который перемещается туда благодаря специальному входному отверстию. Из-за того, что каждая пластина расположена в правильной геометрии от стенок камеры, тот газ, который находится в более узкой части пространства между пластинами и стенками, начинает сжиматься, а затем выходит через специальный проход. Масляные вариации таких насосов снабжены поступлением масла внутрь, для смазки и охлаждения деталей и всего насоса в целом. Естественно, что вариации без использования масла греются в разы сильнее.

Роторно-поршневые насосы бывают двух типов: радиальный и аксиальный. Роторно-радиальные поршневые насосы имеют звездообразную конструкцию, а роторно-аксиальные имеют форму барабана. Радиальный тип насосов, во время вращения, создает множество насосных полостей в пространстве своей рабочей камеры, которые сжимают газ. А у роторно-аксиального типа насосов поршни имеют параллельное расположение относительно того, как вращается ротор.

Принцип работы золотникового(плунжерного) насоса: внутри цилиндра вращается эксцентрик, на этом эксцентрике находится плунжер, который при вращении начинает скользить по стенкам цилиндра, который является рабочей камерой этого насоса. За счет этого скольжения, газ, который находится в образовавшейся полости, сжимается и выходит через выпускное отверстие, находящееся под масляной прослойкой. Плунжер очень легко скользит своей прямоугольной частью внутри золотника, а тот в свою очередь проворачивается внутри гнезда корпуса.

Принцип работы винтового насоса: газ сжимается и вытесняется во время вращения винтообразного ротора. Ротор находится в статоре, геометрия которого сделана в специальной для этого форме. Из-за винтов ротора, по оси его вращения создаются несколько пространств, замкнутых по отношению друг к другу, за счет этого потоки газа, который пропускается через насос, имеют лишь одно направление. Газы в насосе терпят сжатие и выпускаются в специальный отводной клапан. Такие насосы могут содержать в себе множество винтов, все зависит от его конструкции и будущей мощности.

Принцип работы насоса Рутса: рабочая камера этого насоса содержит в себе два ротора, которые по своей форме напоминают восьмерку. Эти роторы осуществляют свое вращение в противоположных, по отношению друг к другу направлениях. Из-за особой геометрии насоса, а также из-за соответствующего вращения пластин, насос Рутса работает в четыре фазы: всасывание газа, отсечение рабочей полости, сжатие обрабатываемой среды и выпуск газа.

Принцип работы спирального насоса: в состав спирального насоса входят рабочая камера и две спирали. Движение одной из спиралей проходит по определенной оси вращения, которая проходит так, чтоб между первой спиралью и второй (та, что установлена неподвижно) образовывалось пространство в форме серпа. Газ двигается внутри данных пространств к центру, происходит его сжатие, и он выпускается в специальное нагнетательное отверстие.

Сферы эксплуатации форвакуумных насосов

Насосы винтового типа создавались для того, чтобы перекачивать различные жидкости, которые имеют повышенную вязкость. Данные приспособления нужны в множестве сфер, например: химической, пищевой, металлургической и текстильной индустрий и еще во многих других. Во время строительства, с помощью различных винтовых аппаратов, подают строительные смеси, когда строят наливные и кровельные покрытия. На протяжении времени, эти методы подвергались различным изменениям, в следствие этого технология приближалась к идеалу. На данный момент использование винтовых насосов осуществляется десятками тысяч скважинах в различных точках света. Эти приспособления считаются инженерами-нефтяниками довольно успешными. Также различные насосы спирального типа применяют, чтоб убирать воду из природных газов, организовывать отопление различных строений, добывать минеральную воду, используют как дозаторы и т.д.

Типы масла для форвакуумных насосов

Масло, используемое в форвакуумном насосе, должно иметь:

• Низкое давление паров, в том числе при высоких температурах;
• Минимальную окисляемость;
• Длительный срок службы;
• Хорошую сопротивляемость старению;
• Отличные смазывающие свойства.

У масла, которое используют, как смазку, уплотнитель и охладитель, в различных форвакуумных насосах, есть огромное количество разных марок. Первоначальная заливка требует свой тип масла, со своей маркой, а во время работы с агрессивной смесью – требуется другой, также и при откачивании только воздуха и для других задач. Для нормальной работы, в масляном насосе должен быть оптимальный уровень масла, который не превышает максимум, также масла не должно быть слишком мало. Для наблюдения за этим, масляные насосы имеют специальное окошко, через которое можно наблюдать за цветом и уровнем масла в них. За цветом необходимо наблюдать, чтоб знать о пригодности масла к работе.

Безмасляный тип форвакуумного насоса

Такой тип насосов стремительно набирает популярность, что способствует отходу масляных насосов на второй план. Этому способствует целый ряд преимуществ, которыми обладают безмасляные насосы:

• Отсутствие загрязнений масляным паром, дополнительных расходов на масло;
• Бесшумность работы;
• Экономия электроэнергии;
• Длительный период работы;
• Небольшие габариты.

Самые популярные форвакуумные насосы безмасляного типа:

• Многоступенчатые Рутса;
• Винтовые;
• Когтевые.

Во время работы в лабораториях, для создания форвакуума, используют различные спиральные насосы.

Одной из компаний, которые выпускают форвакуумные насосы, является британская компания Edwards. Они выпускают форвакуумные насосы обоих типов (масляные и безмасляные). Самые популярные насосы от данной компании это: безмасляный (винтовой) насос GXT без бустера и с ним (160, 250, 450, 750); спиральный насос XDS (35i, 46i и 100B), nXDS CR (6i, 10i, 15i и 25i); среди масляных (роторно-пластинчатых) – E2M, RS и ES. При проектировании этих насосов были использованы лучшие достижения инженерных технологий, эти насосы являются довольно компактными и экономными. Для работы с агрессивным и взрывоопасным потоком газа используют несколько безмасляных насосов Edwards.

Японская компания Anest Iwata. Данная компания ориентируется на создание форвакуумных насосах спирального типа, например: ISP 250, 500, 1000 и 90 и DVSL 100, 501. Все насосы этой компании обладают высокой износостойкостью и экономичностью, также они довольно компактные, и не создают много шума во время работы. Форвакуумный насос ISP используют, когда требуется чистый вакуум, а насосы DVSL нужны для откачки газопотоков с пылью или паром.

Японская компания Kashiyama. Эта компания создает форвакуумные насосы винтового типа, ее насосы охотно покупают по всему миру. Самые популярные насосы: NeoDry 15Е, 30Е, 36Е, 60Е; MU 100, 300, 603, 1203; Рутса – CDL 25, 40K, коррозийно-стойкие CDE 90, 603, 1203, 2003.

Еще на мировом рынке форвакуумных насосов имеют вес Agilent, Leybold SCROLLVAC, Busch, Ilmvac S и другие.

Спиральный тип форвакуумного насоса

Такие форвакуумные насосы используют для откачивания маленьких (по сравнению с другими) объемов, при скорости откачивания 3-35 м³ в час. Их используют в вакуумных установках, когда создают высокий и сверхвысокий вакуум. Такие насосы не требуют масло, из-за этого получаемый вакуум абсолютно чист. Самые популярные производители таких насосов – это Anest Iwata, Edwards и Busch.