Вакуумные насосы с внутренним сжатием

 

Вакуумные насосы с внутренним сжатием (поршневые, пластинчато-роторные, винтовые и др.) отличаются более совершенным рабочим процессом и, следовательно, более экономичны по сравнению с вакуумными насосами с внешним сжатием (например, двухроторными вакуумными насосами), у которых повышение давления происходит в нагнетательном патрубке вследствие непрерывного переноса газа со стороны всасывании.

Вакуумные насосы с частичным внутренним сжатием (ВНЧС) по принципу действия занимают промежуточное положение между вакуумными насосами с внутренним и внешним сжатием. Основные достоинства ВНЧС – быстроходность, надежность работы, полная уравновешенность, отсутствие клапанов, простота конструкции, обеспечение безмасляного откачивания газа, относительная простота изготовления основных рабочих органов – прямозубых роторов. ВНЧС работают в эксгаустерном, вакуумном и вакуум-компрессорном режимах. При работе в вакуумном режиме эти насосы можно использовать как отдельную ступень многоступенчатой вакуумной установки. К недостаткам этих насосов по сравнению с вакуумными насосами с внутренним сжатием следует отнести: высокий уровень шума при работе, относительно большие внутренние перетекания газа через зазоры, нерегулируемость фаз газораспределении, более высокую удельную мощность. Быстрота действия вакуумных насосов с внутренним сжатием не превышает 0,2 м³/с. а отношение давлений, создаваемых в одной ступени, составляет 2,5 ... 3 при нагнетании в атмосферу к ~8...10 в вакуумном режиме.

ВНЧС относится к насосам объемного типа. Конструктивная схема такого насоса представлена на рис. 9.12, а. В корпусе 2 вращаются два ротора – ведущий 10 и ведомый 9. При эпициклоидально-круговом профилировании ведущий ротор имеет форму цилиндра радиуса R с двумя или несколькими цилиндрическими выступами радиуса r, центры которых расположены на окружности радиуса R (рис. 9.12, б). Основание боковой поверхности ци­линдрических выступов корригируют для получения постоянного бокового зазора в зацеплении роторов. Ведомый ротор представляет собой цилиндр радиуса R с двумя или несколькими цилиндрическими впадинами радиуса г, центры которых лежат на продолжении цилиндрической поверхности ведомого ротора. Боковые зазоры в зацеплении роторов обеспечиваются синхронизирующими шестернями 8 (рис. 9.12, а). Торцы корпуса закрыты крышками 1 и 3, в которых расположены радиально-упорные подшипники 6, радиальные подшипники 5, а также уплотнения валов 4. Между роторами и корпусом, а также между роторами и торцовыми крышками имеются зазоры, исключающие соприкосно­вение рабочих деталей и, следовательно, подачу смазочного материала в рабочую полость насоса. Уплотнен вал сальником 7. При вращении роторов газ поступает в рабочую полость насоса и делится на два потока. Большая его часть захватывается ведущим ротором и сжимается внутри насоса вследствие уменьшении объема рабочей полости, как в вакуумных насосах с внутренним сжатием. Другая, меньшая часть газа, переносится полостями ведомого ротора из всасывающего окна в нагнетательное окно без внутреннего сжатия, как в вакуумных насосах с внешним сжатием. Далее в полости нагнетания эти два газовых потока смешиваются, и сжатый газ поступает в нагнетательный трубопровод. Таким образом, частичное внутреннее сжатие газа в насосах данного чипа обусловлено специальной формой выступов и впадин роторов и расположением кромок нагнетательного окна только на расточке под ведомый ротор. Роторы, помимо подачи газа, выполняют функции органов газораспределения.

 

Рис. 9.12- Конструктивная схема насоса ВНЧС