Безмасляные вакуумные насосы

Безмасляный вакуумный насос применяется, когда в процессе производства отработанный воздух не должен взаимодействовать с масляными парами. Использование этого типа насосов помогает сократить расходы на обслуживание техники, потому что исключается заправка масла. Также эта особенность актуальна при установке в труднодоступном месте.

безмасляные вакуумные насосы

Виды безмасляных насосов

Различают 2 категории безмасляных вакуумных насосов, цена на которые зависит от производителя и функциональности:

  1. Объемные.
  2. Динамические.

Их различие заключается в пропускной способности и стабильности уровня вакуума.

безмасляные вакуумные насосы

Безмасляные вакуумные насосы купить можно в специализированных магазинах. Наиболее используемыми типами насосов считаются пластинчато-роторные и поршневые.

Пластинчато-роторные безмасляные насосы


Безмасляные пластинчато-роторные вакуумные насосы обеспечивают средний уровень вакуума. Они отличаются небольшой производительностью, поэтому их изготовлением занимаются немногие фирмы.

пластинчато-роторные безмасляные насосы

Насос вакуумный пластинчатый безмасляный устроен одинаково с масляными моделями. Отличительной чертой является материал для движущихся лопаток. Их делают из графитового композита, который обладает большей износостойкостью по сравнению с металлами в условиях отсутствия смазывающего материала. Лопатки устанавливаются в ротор с прорезями, который помещен в рабочую цилиндрическую камеру. Принцип работы безмасляного вакуумного пластинчато-роторного насоса:

  1. Разрежается давление в рабочей камере и происходит всасывание воздуха. По камере он проталкивается лопатками.
  2. Камера герметично закрывается пластиной, не давая воздуху выйти наружу.
  3. Снижается объем камеры, это обеспечено расположением ротора. За счет этого сжимается воздух.
  4. Открывается выпускной пар и воздух выходит из рабочей камеры.

Преимущества безмасляных моделей вакуумных насосов заключаются в том, что не присутствует масло в выхлопе. Также не требуется регулярно следить за уровнем оставшегося масла, его свойствами. Себестоимость устройства ниже себестоимости масляных насосов, потому что из конструкции исключена система циркуляции масла. К недостаткам безмасляных пластинчато-роторных вакуумных насосов относят:


  • небольшую глубину создаваемого вакуума 90-400 мбар. Маслоуплотняемые модели обеспечивают глубину до 0.1 мбар;
  • недолговечность графитовых лопаток. По сравнению с металлическими частями их срок службы меньше в 5 раз.

Износ пластинок обусловлен трением о внутреннюю поверхность камеры на высокой скорости вращения ротора до 1500 об/мин. Бывает 3 вида износа: на торцах «по длине» и «ширине», желобок в средней части пластины. Деформация деталей ведет к утечке воздуха и уменьшению глубины создаваемого вакуума. В связи с этим снижается производительность оборудования.

Поршневые вакуумные безмасляные насосы

Вакуумный поршневой безмасляный насос применяется автономно в тех областях, где используется вакуум средней величины:

  • робототехника;
  • упаковка материала с помощью вакуума;
  • дифференциальные системы уплотнения;
  • искатели течи вещества из конструкции;
  • электронные микроскопы.

Стоит отметить, что поршневые вакуумные насосы используются для высоковакуумного оборудования как форвакуумный насос. Например, для работы в паре с турбомолекулярным вакуумным безмасляным насосом ff100 110e. В этой модели отсутствует функция самостоятельного откачивания газа, турбомолекулярный насос задает дополнительное ускорение молекулам газа в направлении откачки. При этом рекомендуется применение специального балласта, чтоб избежать скопления водорода и водяного пара в форвакуумной области насоса.


поршневые вакуумные безмасляные насосы

Для работы с электровакуумными печами подходит вакуумный поршневой безмасляный насос ВН 6.1, который создает разрежение внутри печи 95-100%. Поршневым насосам характерна высокая скорость откачивания воздуха из камеры. Способны работать при давлении, близком к предельному значению, в вакууме с полным отсутствием углеводорода. У поршневых вакуумных насосов откачивание происходит с одинаковой скоростью для любого используемого газа. Принцип действия основан на классически с помощью вытеснения объема. Вакуумный поршневой безмасляный насос классической модели состоит из:

  • впускного фланца;
  • поршня;
  • всасывающего отверстия;
  • уплотнения;
  • выпускного клапана;
  • пружины клапана;
  • перепускного канала;
  • газобалластного клапана;
  • дроссельного отверстия;
  • выпускного канала;
  • глушителя.

В безмасляных моделях «мертвый объем» между двумя клапанами практически равен 0. Это обеспечено формированием поперечного сечения цилиндра. Принцип действия представляет последовательность движения составляющих частей насоса. Привод коленчатого вала в паре с соединительным штоком приводит в движение по вертикальной направляющей поршня в цилиндре. Когда поршень достигает нижней точки, всасывающее отверстие соединяет рабочий объем с впускным фланцем. Газ начинает сжиматься, когда поршень уходит вверх, а всасывающее отверстие переходит в закрытую позицию. Когда давление достигает величины, достаточной для открытия пластины клапана, она поднимается. Это дает газу возможность двигаться в направлении всасывающих отверстий второй ступени. Он проходит через перепускной канал и корпус коленчатого вала. Впускной канал во время сжатия не сообщается с коленчатым валом благодаря второму уплотнению. Вторая ступень рабочего процесса выпускает газ в атмосферу по принципу, описанному для первой ступени. Поршневые безмасляные вакуумные насосы отличаются тем, что газ не имеет доступа обратно в систему откачивания, а также наличием предохранительного клапана, исключающего прорыв воздуха при прекращении подачи электроэнергии.

Источник: inlinecom.ru

Вакуумные поршневые насосы (ВПН) относятся к насосам объемного принципа действия. ВПП широко применяют в промышленности для откачивания сухих газов и газов с примесью капельной влаги.

Вакуумные поршневые насосы, выпускаемые отечественной промышленностью и предназначенные для откачивании сухих газов, классифицируют по устройству органов распределения и перепуска (рис. 9.1).


Поршневой вакуумный насос

Рис. 9.1. Классификация насосов

Насосы без перепуска применяют при давлении всасывания более 15 … 20 кПа в одноступенчатом исполнении и 10 … 20 кПа в двухступенчатом. Диапазон быстроты действия насосов без перепуска составляет от 0,01 до 2,5 м3/с. Предельное остаточное давление таких насосов в одноступенчатом исполнении 3… 6,5 кПа.

Для снижения предельного давления рпр в насосе применяют перепуск газа высокого давления, оставшегося в мертвом объеме А (рис. 9.2) после процесса нагнетания, в полость В цилиндра, в которой закончился процесс всасывания. Для этого на зеркале цилиндра выполняют перепускные каналы, сообщающие полости А и В. По перепускным каналам газ протекает из полости А в полость В, и давления в этих полостях выравниваются. Таким образом, обратное

Поршневой вакуумный насос

Рис. 9.2. Схема процесса перепуска

расширение газа в полости А начинается с давления смешения, т. е. с более низкого давления, чем давление нагнетания, при котором газ остается в мертвом объеме после процесса нагнетания. При этом ход поршня, необходимый для обратного расширения газа, уменьшается. В результате перепуска количество газа, всасываемого в цилиндр вакуум-насоса при определенном отношении давлений, увеличивается, а предельное остаточное давление на всасывании уменьшается.


Перепуск газа приводит к увеличению мощности, так как энергия, затраченная на сжатие газа, оставшегося в мертвом объеме, не полностью возвращается в процессе обратного расширения. Давление газа в полостях в конце процесса перепуска различно, что объясняется гидравлическим сопротивлением и недостаточным временем – сечением при перепуске.

Насосы без перепуска выполняют на базе существующих поршневых компрессоров. Теоретические и действительные индикаторные диаграммы таких насосов не отличаются от диаграмм поршневых компрессоров.

Насосы с клапанным распределением и перепускными каналами на зеркале цилиндра имеют номинальную быстроту действия до 2,5 м3/с. л их применение целесообразно при давлениях всасывания более 1,5-2 кПа.

Насосы с клапанным распределением и перепускными каналами на зеркале цилиндра двойного действия имеют четыре — восемь перепускных каналов, равномерно расположенных по окружности цилиндра и занимающих до 50 % его периметра.

Широко применяют быстроходный насос системы МВТУ с золотником поршневого типа и перепускными каналами, выполненными на зеркале цилиндра. Средняя скорость поршня насоса ограничена скоростью газа в перепускных каналах и в цилиндровых окнах и составляет 2 … 4,5 м/с.

Особенностью насоса системы МВТУ (рис. 9.3) является использование золотника для дополнительного сжатия откачиваемого газа до давления нагнетания. Полости AI и АII цилиндра сообщаются с полостями BI и ВII золотника или по­лостью всасывания каналами CI и СII.


Поршневой вакуумный насос

Рис. 9.3 — Схема насоса системы МВТУ

Серийно выпускают одноступенчатые поршневые насосы ЗВНП-3 и ВНП-6, а также двухступенчатые насосы 2ДВНП-6 и насосы ВН-120 с клапанным распределением и перепускными каналами на зеркале цилиндра.

Насосы ЗВНП-3, ВНП-6 и 2ДВНП-6 унифицированы, т. е. имеют одинаковые механизмы движения, станину, смазочную систему и цилиндропоршневую группу. Насосы ЗВНП-3 и ВНП-6 унифицированы полностью (рис. 9.4) и различаются только двигателем, шкивом и частотой вращения коленчатого вала. Вакуумный насос 2ДВТ1П-6 (рис. 9.5) отличается от одноступенчатых добавлением цилиндра простого сжатия дожимающей ступени. В дожимающей ступени на всасывании используют щелевой канал, а на нагнетании — самодействующий клапан. Кроме того, во второй ступени предусмотрен байпасный клапан, который служит для выпуска газа на нагнетание при режимах работы, в которых не требуется сжатия газа в дополнительной ступени.


Поршневой вакуумный насос

Рис. 9.4 — Вакуумная установка с насосом 3ВНП-3 (ВНП-6) системы МВТУ:

а – общий вид установки; б – схема вакуумного насоса 3ВНП-3 – (ВНП-6): 1 – насос; 2 – электродвигатель; 3 – маслинный насос; 4 – коленчатый вал; 5 – шатун; 6 – шток; 7 – поршень; 8 – корпус цилиндра; 9 – золотник; 10 – шестеренный масляный насос для смазывания механизма движения; 11 – эксцентрик

Поршневой вакуумный насос

Рис. 9.5 — Вакуумная установка с насосом 2ДВНП-6 системы МВТУ:

а – общий вид; б – двухступенчатый вакуумный насос 2ДВНП-6: 1- коленчатый вал; 2 – шатун; 3 – шток; 4 – поршень; 5 – корпус цилиндра; 6 – крышка-корпус второй ступени; 7 – поршень второй ступени; 8 – нагнетательный клапан второй ступени; 9 – золотник; 10 – масляный насос; 11- эксцентрик

Источник: studopedia.ru

Устройство и принцип действия

Принцип действия поршневого вакуумного насоса
  1. Впускной фланец
  2. Поршень
  3. Всасывающие отверстия
  4. Уплотнения
  5. Выпускной клапан
  6. Пружина клапана
  7. Перепускной канал
  8. Газобалластный клапан
  9. Дроссельное отверстие
  10. Выпускной канал
  11. Глушитель

Принцип действия поршневых вакуумных насосов относится к числу наиболее ранних в истории создания вакуума и основан на классическом принципе объемного вытеснения. Отто фон Герике, основоположник вакуумных технологий, использовал насос такого принципа для своих экспериментов. Подобно диафрагменным насосам, классические поршневые вакуумные насосы оснащены впускным и выпускным клапанами. Расположение этих клапанов создает мертвый объем над поршнем в головке цилиндра, который ограничивает максимальный коэффициент компрессии. Более того, предельное давление ограничивается силой, прилагаемой для открытия впускного клапана. Эти два недостатка устраняются применением поршневого насоса специальной конструкции, которая приведена ниже.

Применение новых материалов позволяет использовать насос без масла между уплотнениями поршня (4) и стенкой цилиндра. Поскольку общее поперечное сечение цилиндра сформировано по пластине выпускного клапана (5), вредное пространство (мертвый объем) между поршнем (2) и головкой цилиндра стремится к нулю.

Соединительный шток с приводом от коленчатого вала поднимает и опускает поршень в цилиндре. Впускной фланец (1) сообщается с рабочим объемом через всасывающие отверстия (3), когда поршень (2) находится в крайней нижней позиции. При движении поршня вверх всасывающие отверстия (3) снова закрываются, а входящий газ сжимается. После достижения давления открытия пластина клапана (5) поднимается, и газ движется к всасывающим отверстиям (3) второй ступени через перепускной канал (7) и корпус коленчатого вала. Второе уплотнение (4) не позволяет впускному каналу сообщаться с коленчатым валом при такте сжатия. Вторая ступень работает по подобию первой и выводит газ в атмосферу через выпускной клапан (10) и глушитель (11).


С целью вытеснения водяных паров из насоса без конденсации газобалластный воздух подается в коленчатый вал через газобалластный клапан и дроссельное отверстие, расположенное за ним. При работе безмасляных поршневых насосов происходит износ уплотнений поршня, особенно на высоких средних скоростях движения поршня. После достижения необходимого входного давления износ уплотнения может быть значительно сокращен путем понижения скорости вращения.

Преимущества

  • Характеризуются автономным откачиванием газа – без обратного попадания газа в cистему откачивания
  • Беспримесные технологии – не вызывающие загрязнения
  • Не содержащие углеводород – безмасляные системы откачивания
  • Наличие предохранительного клапана – исключание внезапного прорыва воздуха в случае отключения электричества
  • Автоматический режим ожидания – сберегает энергию без какого-либо воздействия на предельное напряжение
  • Счетчик часов – прогнозируемые интервалы технического обслуживания
  • Обслуживание – набор «Сделай сам»; максимальное требуемое время 30 минут
  • Преобразователь частоты – одинаковые технические характеристики при питающей сети 50 Гц и 60 Гц.

Примечания по применению

Безмасляные поршневые насосы имеют более высокую скорость откачивания, чем диафрагменные насосы, и предназначены для работы в условиях чистого безуглеводородного вакуума при околопредельном давлении. Благодаря удалению впускного клапана удается обеспечивать более низкое базовое давление по сравнению с диафрагменными насосами. Подобно всем насосам объемного вытеснения, поршневые насосы обеспечивают одинаковую скорость откачивания для всех газов.

 Поршневые насосы подходят для использования в качестве форвакуумных насосов для турбомолекулярных насосов. Однако, во избежание концентрации водорода и водяных паров в форвакуумной зоне турбонасоса, при необходимости, следует использовать газовый балласт. Поршневые насосы особенно хорошо подходят для использования в аналитических приложениях и теческателях. Устройство гелиевого течеискателя). Если контрольные образцы напрямую откачиваются форвакуумным насосом с целью обнаружения течи, то при использовании безмасляного форвакуумного насоса они не загрязняются парами масла.

Поршневые насосы не подходят для откачивания коррозионных и абразивных сред.

Область применения

Применяется в качестве автономного насоса во всех областях применения среднего вакуума

Аналитические системы

  • Масс-спектрометры
  • Течеискатели
  • Электронные микроскопы

Другие области применения

  • Робототехника (системы управления)
  • Дифференциальные уплотнительные системы
  • Вакуумная упаковка

а также в качестве форвакуумного насоса для высоковакуумных насосов, таких как турбонасосы Pfeiffer Vacuum.

Обзор ассортимента

Pfeiffer Vacuum предлагает два вида поршневых вакуумных насосов — одноступенчатые XtraDry 250-1 и двухступенчатые XtraDry 150-2. Данные насосы отличаются скоростью откачивания и предельным давлением.

В частности, двухступенчатые насосы XtraDry характеризуются

  • низким базовым давлением: pb = 0,1 мбар,
  • газовым балластом,
  • автоматическим понижением скорости при базовом давлении.

Источник: pvsystems.ru


Categories: Насос

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.