Общая характеристика насосов
Вакуумные насосы по назначению делятся на высоковакуумные и низковакуумные. По физическому признаку работы делятся на механические, сорбционные и ионные. Механические насосы бывают объемные и молекулярные, основанные на передаче количества движения молекулами газа от движущейся поверхности.
Насосы объемного типа осуществляют откачку за счет периодического изменения объема рабочей камеры. По конструкции они бывают поршневые, жидкостно-кольцевые и ротационные (вращательные).
Насосы с передачей количества движения молекулами газа бывают водоструйные, эжекторные, диффузионные, молекулярные, характеристики, которых основаны на закономерностях внутреннего трения в газах.
Откачные насосы на основе сорбционных явлений бывают испарительные (используется хемосорбция) и адсорбционные (криогенные насосы, в которых работают процессы физической адсорбции и конденсации). В ионно-адсорбционных насосах работают заряженные молекулы, движущиеся под действием электрического поля.
Для лучшего понимания основных параметры вакуумных насосов приведем упрощенную схему откачной системы, включающей откачиваемый объект, вакуумный насос, соединительные трубопроводы и манометры (рис.5.1). Можно определить следующие параметры вакуумных насосов.
1) Быстрота откачки насоса Si – объем газа, проходящий через сечение трубопровода в единицу времени
. (5.1)
2) Быстрота откачки объекта или эффективная быстрота откачки насоса – объем газа, поступающий в единицу времени из откачиваемого объема в трубопровод через сечение I при давлении p1
. (5.2)
3) Быстрота действия насоса – это объем газа, удаляемый насосам в единицу времени через входной патрубок (сечения ) при давлении p2
. (5.3)
4) Коэффициент использования насоса
. (5.4)
5) Производительность насоса – поток газа, проходящий через его входное сечение.
6) Предельное давление насоса pпр – это минимальное давление, которое может обеспечить насос, работая без откачиваемого объекта.
7) Наименьшее рабочие давление pmin – это минимальное давление при котором насос длительное время сохраняет номинальную быстроту действия.
8) Наибольшее рабочие давление pб – это максимальное давление при котором насос длительное время сохраняет номинальную быстроту действия.
9) Давление запуска насоса pз – это минимальное давление во входном сечении насоса при котором он может (осуществлять откачку) начинать работу.
10) Наибольшее выпускное давление pв – максимальное давление в выходном сечении насоса при котором он может осуществлять откачку.
 |
Основная характеристика насоса – это зависимость быстроты действия от давления на входе в насос (рис.5.2).
1 – откачиваемый объем; 2, 3 – манометры для измерения давления;
4 – насос; 5 – соединительный трубопровод
Рисунок 5.1 – Схема откачной системы
Рисунок 5.2 – Основная характеристика насоса
На рис.5.3 представлены диапазоны рабочих давлений насосов.
Рисунок 5.3 –Диапазоны рабочих давлений вакуумных насосов
Объемная откачка
В процессе объемной откачки выполняются следующие операции :
- всасывание газа за счет расширения рабочей камеры насоса;
- уменьшение объема рабочей камеры и сжатие и газа;
- удаление сжатого газа из рабочей камеры в атмосферу.
– геометрическая быстрота объемной откачки, где n – частота циклов, Vk – объем камеры. Реальная Sn в 100 раз меньше из-за обратного потока газа в насосе, наличия вредного пространства в насосе, диффузия паров масла. Для увеличения Sn необходимо увеличивать объем камеры Vk и проводимость входного патрубка. Частота n циклов имеет оптимальное значение, при превышении которого возможен перегрев насоса или не- заполнение рабочей камеры откачиваемым газом. Обычно n = 1400.
Поршневые насосы
Схема поршневого насоса и его откачная характеристика приведены на рис.5.4. Скорость передвижения поршня составляет около 1 м/с, предельное давление – 103 – 104 Па, скорость откачки– 10…4000 л/с.
Преимущества: высокий к.п.д., надежность, работа атмосферного давления.
Недостатки: большая металлоемкость, габариты, потребность в фундаменте.
1 – корпус; 2 – кривошипно-шатунный механизм; 3 – поршень; 4 –всасыва-ющий клапан; 5 – нагнетающий клапан; 6 – «мертвое» пространство;
7 – фундамент
Рисунок 5.4 – Схема поршневого насоса и его откачная характеристика
Дата добавления: 2016-01-29; просмотров: 1193;