Використання дифузійного паромасляного вакуумного насоса при створенні надвисокого тиску

Ефективним інструментом для створення високого вакууму у герметичній системі є дифузійний насос. З їхньою допомогою відкачують гази, пари, парогазові суміші з різних вакуумних систем. Застосовувати установки даного типу можна лише у випадках, якщо система не має механічних забруднень, вологи. Можливе відкачування неагресивних газів.

При необхідності збільшити значення граничного вакууму в системі можна використовувати кілька насосів дифузійних, який будуть з'єднані послідовно. При цьому можна використовувати налаштування різного типу. Для створення попереднього розряджання обов'язково використання форвакуумних насосів.

Принцип дії дифузійного насосу

Для відкачування із системи повітря або інших неагресивних газів використовується високошвидкісний паровий струмінь. Для підігріву робочої рідини використовують спеціальний нагрівач. Він призводить до підняття гарячої пари в паропровід. Регулювання потоку парового струменя відбувається за допомогою парасолькового ковпачка. Пара, що долає сопло, з високою швидкістю виходить із нього. Розширення пари відбувається при переході з області високого тиску область низького тиску. У процесі цього відбувається перерозподіл швидкості молекул. Вони починають рухатися швидше. Швидкість їхнього пересування досягає надзвукової швидкості. При дифузному поширенні молекули не повертаються назад.

Проходячи впускний отвір газові молекули стикаються з робочою рідиною. За рахунок цього відбувається збільшення руху газових молекул, що прямують до форвакуум насоса. У зоні біля сопла утворюється знижений тиск, що призводитьдо збільшення дифузії газової суміші з високого вакууму. Чим далі парова струмінь уникає цієї зони, тим менш спрямованою вона стає. Це спричиняє створення області підвищеного тиску внизу насоса.

Робоча рідина, що використовується в дифузійних насосах повинна:

бути стійкою до розкладання при дії високих температур;
забезпечувати необхідний рівень впускного тиску;
бути стійкою до розчинення газів;
бути хімічно стійкою до впливу газів, що відкачуються;
забезпечувати довговічну роботу у безперебійному режимі;

Паромасляний насос

Призначення паромасляних насосів НД, які оснащені водяною системою охолодженням, є відкачування неагресивних парових сумішей. Для виконання безпечного відкачування необхідно, щоб система, що відкачується, була повністю очищена від вологи і бруду. Вони використовуються для роботи у стаціонарному режимі. Можна застосовувати лише у вибухобезпечних приміщеннях.

Насоси НД мають розширений діапазон тиску при роботі з низьким вакуумом і мають поліпшений впускний тиск. Основний параметр, який вирізняє насоси серії – це діаметр умовного проходу. Він може становити від 0,25 до 1 м. У корпусі циліндричного зигованого корпусу знаходиться паропровід та сопла. Крім цього в ньому є система, що нагріває робочу рідину та масловідбивач. Високі показники питомих характеристик паромасляних насосів досягаються розрахованою конструкцією.

Одним з насосів даної серії є вакуумний насос дифузійний типу НД 400. Швидкість дії установки коливається від 600 до 7200 при різних значеннях тиску у вакуумній системі. У ньому використовують 6 нагрівачів. Потужність,споживана електродвигуном становить 4,8 кВт. Для підготовки установки до роботи потрібно щонайменше 30 хвилин. Кількість робочої рідини становить від 3,3 до 5 л. Для охолодження системи за годину використовується до 290 літрів води.

В якості робочої рідини в дифузійному паромасляному насосі може виступати:

• мінеральне вакуумне масло;

• напівсинтетичне вакуумне масло;

• синтетичне вакуумне масло;

• токсична ртуть у відповідних системах;

• органічні спиртові ефіри;

Такі установки, як АДВМ-250, складаються з насоса НВДМ-250 і азотної пастки для паромасляного дифузійного насоса. Азотна пастка виконує функцію пристрою зменшення зворотного потоку пари.

Важливо значення, при отриманні надвисокого вакууму в системі з використанням дифузійного масляного насоса, грає показник пружності пари. Він має прагнути до мінімуму. Використовуючи масло з силіконовою основою Д75, можна створити вакуум, тиск в якому дорівнюватиме 10-10 мм.рт.ст. При цьому важливо проводити підбір робочої рідини та режиму роботи нагрівального елемента так, щоб не відбувалося розкладання олії при дії високої температури.

Для того, щоб підготувати вакуумну систему до роботи дифузійного масляного насоса, необхідно прогріти її до 400-450 ° С. Отримати максимальний тиск можна тільки після цього. З цього випливає, що найефективнішими будуть ті системи, які можна швидко прогріти до необхідної температури. Високі температури не повинні впливати на працездатність системи, що відкачується.

При необхідності рознімання можуть комплектуватися спеціальними прокладками з міді, алюмінію або золота. По можливості виробника затвори з вентилями робляться зсуцільнометалевого корпусу.

У більшості випадків для отримання надвакууму використовують відразу два дифузійні насоси. Їхні коефіцієнти стиснення складаються, завдяки чому вдається досягти оптимального показника. Є варіант зі збільшенням числа щаблів насоса, але при цьому може виникнути небезпека того, що пари олії, які знаходяться у форвакуумному насосі, проникнуть у дифузійний насос.

Пастка для парів масла повинна бути в системі, оскільки інакше досягти максимального тиску не вийде.

Вакуумний насос

Для створення в обладнанні глибокого вакууму в комплект до високовакуумних установок необхідно використовувати насоси форвакуумні. У їх ролі, як правило, виступають пластинчасто-роторні моделі. Існують установки, що мають сухий тип та масляний. У системах, у яких необхідно здійснювати чисте відкачування повітряної суміші, найчастіше використовують сухі вакуумні насоси.

Пластинчасто-вакуумні насоси сухого типу чудово виконують роль форвакуумних насосів. З їхньою допомогою можна швидко створити розряджений простір у системі, тим самим готуючи її до роботи дифузійного паромасляного насоса. Вони відрізняються високою швидкістю відкачування, але не завжди здатні створити максимальний залишковий тиск. Це завдання виконують паромасляні дифузійні установки. Завдяки тому, що в системі сухих насосів не використовується масло, вони не забруднюють повітря, що відкачується.

Щоб вакуумні насоси сухого типу мали високу довговічність, основні деталі виготовляються із матеріалів, які мають погану зношування. При цьому виробники установок цього типу приділяють основну увагу ретельному підбору всіх деталей у системі. Вони повинні забезпечувати створення максимального тиску, але при цьому неповинні зношуватися. Усі деталі установок підігнані одна до одної до міліметра.

Масляні вакуумні насоси використовуються для створення форвакууму у системі рідше. Але деякі настанови. Вони здатні самостійно створювати середній та високий вакуум. У них використовуються різні види вакуумного масла, яке не піддається впливу газових пар. Завдяки цьому система залишається чистою. Відкачування газів відбувається завдяки механічній роботі насоса.

У установках цього типу використовується ротор, у якому є спеціальні лопатки. У системі їх може бути різна кількість. Їх форма та розміри є визначальними після потужності двигуна. До початку роботи в установках даного типу є атмосферний тиск, але після включення вони починають поступово збільшувати цей показник. При збільшенні тиску в системі швидкість накачування насоса зменшується. Вони здатні створити вакуум, залишковий тиск у якому становитиме 10-3 мм.рт.ст.

Форвакуумний насос і кілька дифузійних насосів разом здатні виконувати надскладні завдання створення вакууму в системі. Головне здійснювати правильний підбір установок, щоб досягти необхідного результату.