Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Головні параметри вакуумних насосів



ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

БУДОВА ТА ПРИНЦИП РОБОТИ ОБЕРТОВИХ НАСОСІВ

ДЛЯ ОТРИМАННЯ НИЗЬКОГО І СЕРЕДНЬОГО ВАКУУМУ

Мета роботи - вивчення будови і принципу роботи обертових насосів на

прикладі пластинчато-роторного насосу; вивчення порядку вмикання і вимикання пластинчато-роторного насосу.

 

При виробництві джерел світла виникає необхідність створення вакууму в колбах, де протікає газовий розряд або де розміщене тіло розжарення. Необхідно щоб у цих об’ємах знаходилась тільки точно визначена частина суміші газів при тиску, який значно нижчій ніж атмосферний.

Таким чином потрібно виконувати відкачку газу з цих об’ємів від атмосферного тиску (760 тор) до величини порядку тор.

У такому широкому діапазоні тисків неможливо відкачку виконати тільки одним вакуумним насосом, а тому її виконують в загальному в декілька стадій, при роботі двох і більше різних насосів, причому різних не за кількістю, а за принципом отримання вакууму.

Слово “вакуум” у перекладі з латинської мови означає пустоту. У вакуумній техніці вакуумом називають стан газу з тиском нижче атмосферного і розрізняють умовно чотири якісних ступіні вакууму, таких як низький вакуум, середній, високий і надвисокий. Згідно з положеннями молекулярно-кінетичної теорії газ - це сукупність великої кількості молекул, які рухаються хаотично з великими швидкостями і взаємодіють в результаті зіткнень між собою і стінками об’єму, в якому знаходяться. Тоді кількісно ступені вакууму можна характеризувати числом Кнудсена, яке дорівнює відношенню числа зіткнень молекул зі стінками посудини, в якій знаходиться газ, до числа зіткнень молекул між собою

,

а також якісно ще за тиском, або за середньою довжиною вільного пробігу молекул.

СТУПЕНІ ВАКУУМУ

 

низький вакуум << 1; 760 > p >1 тор; l £ 47 мк

середній - - - ~ 1; 1> p > 10 тор; 47 мк < l £ 50 мм

високий - - - > 1; 10 > p > 10 тор; 50 мм < l £ 0.5 км

надвисокий - - - >>1; p < 10 тор; 0.5 км < l ~ 50 км

 

Слід пам’ятати, що ці ступені розрізняють умовно. Так, стан газу, який знаходиться у порах твердого тіла, наприклад, у металі, відповідає високому вакууму навіть при атмосферному тиску газу, що знаходиться навколо тіла, тому що число Кнудсена у цьому випадку значно більше одиниці.

При відкачці в декілька стадій перша стадія, яку ще називають попередньою, в загальному, закінчується коли тиск газу знижується до величини ~ тор, що відповідає середньому ступені вакууму. Таке зниження тиску отримують за допомогою вакуумних насосів об’ємної дії, тобто насосів, які створюють розрідження на основі газового закону Бойля-Маріотта. До таких насосів відносяться пластинчато-роторний, пластинчато-статорний, золотниковий та інші.

Розглянемо, як приклад, пластинчато-роторний насос, будова якого у розрізі, перпендикулярному осі статора, наведена на рис. 1.

Рис. 1. Пластинчато - роторний насос у розрізі .

1 - статор; 2 - ротор; 3 - пластини; 4 - впускний патрубок;

5 - випускний патрубок; 6 - клапан; 7 - бак з маслом.

 

Насос складається з циліндричних статора -1 і з меншим діаметром ротора -2, в якому розміщені на діаметрі рухливі пластини -3. Ротор обертається за допомогою потужного електродвигуна, а пластини щільно притискуються до поверхні статору за допомогою внутрішньої сталевої пружини. Вісь ротора паралельна осі статора, але зміщена так, що ротор щільно торкається статора по твірній. У статорі є два отвори, через які газ потрапляє в об’єм статору (впускний патрубок - 4) і навпаки, виштовхується з об’єму статор (випускний патрубок - 5). Випускний патрубок має клапан - 6 (кульку, що притискується сталевою пружиною). Зрозуміло, що отвори у статорі будуть відповідати наведеним назвам тільки при відповідному напрямі обертання ротора, тому цей напрям показують стрілкою на корпусі насоса.

Для зменшення тертя, яке виникає між щільно притиснутими рухливими деталями, вводиться визначена кількість вакуумного масла. З цієї причини у відкачуваних об’ємах буде присутня насичена пара вакуумного масла, яка буде впливати, таким чином, на граничний тиск. Принцип роботи насосу зрозумілий з рис.2.

Рис. 2 - Схема роботи пластинчато - роторного насоса.

1- статор; 2 - ротор; 3 - впускний патрубок; 4 - випускний

патрубок; 5 - пружина; A і Б - пластини; I , II , III і IV - етапи роботи.

 

Головні параметри вакуумних насосів

Головними параметрами, якими характеризують вакуумні насоси, є бистрота дії насосу S , граничний вакуум p і найбільший тиск, який створюється насосом на випускному патрубку і при якому насос ще може здійснювати відкачку p . Найбільший тиск ще називають тиском запуску насоса. Для обертових насосів об’ємної дії граничний тиск знаходиться в межах від 5× до тор, а тиск запуску - декілька більший атмосферного. Якщо тиск запуску більший атмосферного, то не виникає необхідність приєднувати між випускним патрубком насосу і атмосферою додатковий вакуумний насос, оскільки відкачуємий газ буде вільно потрапляти в атмосферу. Бистрота дії S в робочому діапазоні тиску залежить від конструктивних розмірів і швидкості обертання ротора і може бути ~1 л/с. Слід зауважити, що бистрота дії залежить від тиску на впускному патрубку насосу і різко зменшується, коли тиск наближається до граничного. Обертові насоси поряд з позитивними якостями мають ряд недоліків, які погіршують наведені характеристики. Граничний вакуум залежить від тиску насиченої пари вакуумного масла, а також від конструктивних особливостей насосу (ступіні тиску пружини випускного клапану, шкідливого простору та інше). Вакуумне масло обертових насосів використовується для охолодження працюючого насосу, а також для зменшення тертя і підтримання відповідної герметичності між об’ємами з різними тисками. З цих причин воно повинно задовольняти протилежні вимоги: 1) мати якомога менший тиск насиченої пари, 2) мати відповідну в’язкість.

Щоб у масла був низький тиск насиченої пари, в ньому не повинно бути легколетючих фракцій. У зв’язку з цим використовують спеціально виготовлене вакуумне масло, яке має тиск насиченої пари ~ тор, що цілком задовільно для обертових насосів. Але з часом роботи насосу воно не тільки забруднюється парами рідин, які можуть бути у відкачуваному об’ємі, а і змінює свій склад з причин місцевих перегрівів і в ньому з’являються легколетючі фракції (виникає крекінг). Тому необхідно у відповідні терміни замінювати відпрацьоване масло свіжим, чистим і сухим.

В’язкість масла впливає як на роботу насоса, так і на граничний тиск. Якщо вона буде дуже великою, то і герметичність буде надійною, але рух ротора буде утруднений і масло буде перегріватися. Якщо в’язкість буде дуже малою, то вакуумне ущільнення буде не надійним. Відомо, що в’язкість масла залежить від температури нагрівання, тому потрібно враховувати це при роботі насосів у літні і зимні часи, якщо від них залежить температура приміщення, де працюють насоси. Крім цього, від в’язкості ще залежить властивість масел осмолюватись і накопичуватись на стінках вакуумних об’ємів насоса, що утруднює роботу, навіть до повної зупинки. На швидкість осмолення дуже впливають відкачуємі гази, такі як хлор, фтор або пара кислот, до складу яких входять ці елементи. Так як масло ще потрібно для охолодження нагрітих частин насоса, то його повинно бути не менше відповідної кількості для даного насоса. При місцевому перегріві пара масла може спалахнути. Чим нижче тиск насиченої пари масла, тим більшою буде температура спалаху. Для масел обертових насосів температура спалаху повинна бути більшою 200° С.

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.