Глава 17.1 Вакуумные насосы с частичным внутренним сжатием

Конструктивная схема и принцип действия.

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, двух- роторными вакуумными насосами), у которых повышение давле­ния происходит в нагнетательном патрубке вследствие непрерыв­ного переноса газа со стороны всасывания.

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 газораспределения, 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 и ~8 ... 10 в вакуумном режиме.

ВНЧС относятся к насосам объемного типа. Конструктивная схема такого насоса представлена на рис. 81, а. В корпусе 2вращаются два ротора — ведущий 10 и ведомый 9. При эпицик- лоидально-круговом профилировании ведущий ротор имеет форму цилиндра радиуса R с двумя или несколькими цилиндрическими выступами радиуса г, центры которых расположены на окружно­сти радиуса R (рис. 81, 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. 81, 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 уменьшения 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 типа обусловлено специальной формой выступов и впадин роторов и расположением кромок нагнетательного окна только на расточке под ведомый ротор.