 |
Пластинчато-статорные вакуумные насосы (конструкция, принцип действия)
|
|
|
|
Схематическое изображение пластинчато-статорного насоса приведено на рисунке 6.
1 - камера; 2 - барабан; 3 - впускной патрубок; 4 – выпускное отверстие; 5 – пластина; 6 – рычаг, прижимающий пластину; 7 – шариковый клапан
Рисунок 6 – Схема пластинчато-статорного насоса
Основные отличия от пластинчато-роторных насосов заключается в следующем. Барабан 2 расположен несоосно по отношению к камере, но вращается по оси, совпадающей с геометрической осью камеры 1 (для смещения центра тяжести к оси вращения в барабане высверливаются соответствующие полости). Одной из своих образующих барабан при вращении все время скользит по цилиндру камеры и тем самым описывает в откачном пространстве объемы, аналогичные описываемым пластинами в насосах предыдущей конструкции. Разделение впускной 3 и выпускной 4 сторон осуществляется пластиной 5, которая все время прижимается к барабану рычагом 6, скользя вдоль прорези в стенке камеры. Механизм всасывания и выбрасывания газа насосом поясняется схематическим изображением (рисунок 7) четырех характерных последовательных положений поршня.
1 - камера; 2 - барабан; 3 - пластина; 4 – впускной патрубок; 5 - выпускное отверстие; 6 – рычаг, прижимающий пластину
Рисунок 7 – Схема пластинчато-статорного насоса
Преимуществом насосов рассматриваемого типа является уменьшение количества ответственных мест внутри насоса, представляющих опасность прорыва газа в вакуумную сторону; в пластинчато-статорном насосе такими местами являются только места соприкосновения барабана с камерой и пластиной. Отсутствие прорезей в барабане устраняет лишнюю возможность просачивания воздуха в сторону впускного патрубка.
|
|
|
В обычном оформлении пластинчато-статорные насосы делаются двухступенчатыми. Схема устройства двухступенчатого насоса этой конструкции показана на рисунке 8. Оба барабана вращаются на одном валу, причем предусмотрено такое их расположение, чтобы первый барабан, ближайший к впускному патрубку, выбрасывал газ в то время, когда второй барабан производит всасывание.
1 – барабан и пластина первой ступени; 2 - барабан и пластина второй ступени; 3 - впускной патрубок; 4 – предохранительная полость; 5 – соединение полости с камерой первой ступени; 6 – соединение камер первой и второй ступеней; 7 – выпускное отверстие
Рисунок 8 – Схема пластинчато-статорного насоса
Золотниковые (плунжерные) вакуумные насосы: конструкция; принцип действия.
Примером насосов этой конструкции служит насос, изображенный на рисунке 9. На валу при помощи шпонки насажен эксцентрик 1, расположенный и вращающийся аналогично барабану в пластинчато-статорных насосах. Однако он не касается стенок откачной камеры, а заключен в обойму 2. Обойма, охватывающая эксцентрик, представляет собой сплошной цилиндр, от которого кверху идет дополнительная плоская часть в виде пологого и открытого сверху параллелепипеда, снабженного отверстиями 4 в одной из широких боковых сторон. Обойма с плоской частью представляет собой собственно поршень, который отдельно, в другой проекции, изображен на рисунке 10.
1 - эксцентрик; 2 - обойма (поршень); 3 - плоская часть; 4 - отверстия; 5 - золотник (вкладыш); 6 - впускное отверстие; 7 - выпускное отверстие; 8 - клапан
Рисунок 9 – Устройство золотникового насоса
Рисунок 10 – Поршень золотникового насоса
При вращении эксцентрика поршень, все время прижатый к стенкам камеры, совершает колебательные движения, складывающиеся из качания из стороны в сторону и скольжения в золотнике 5 сверху вниз и обратно; обойма скользит при этом вдоль стенки камеры, но место ее соприкосновения непрерывно перемещается, так что обойма одновременно и скользит и как бы катится по стенке камеры. Благодаря такому движению поршень производит двойную работу - всасывание газа через отверстие 6 и выбрасывание его через патрубок 7 с клапаном. По четырем характерным положениям поршня (рисунок 9, /, //, III, IV), которые он последовательно занимает при непрерывном вращении эксцентрика, можно проследить за работой насоса.
|
|
|
Верхнее положение поршня I примем за начальное. В этом положении впускной патрубок с откачной камерой не сообщается, так как отверстия 4 перекрыты вкладышем. В положении II поршень опустился несколько вниз, благодаря чему некоторое количество газа уже поступило из вакуумной системы в полость плоской части поршня и далее через отверстие 4 в откачную камеру. В самом нижнем положении поршня III газ, поступающий из вакуумной системы, заполняет объем, освободившийся в части камеры справа от поршня. В положении IV благодаря продвижению поршня произошло дальнейшее увеличение объема справа от поршня, и, следовательно, в насос вошло еще большее количество газа из вакуумной системы. Нетрудно видеть, что одновременно с непрерывным увеличением объема части камеры справа от поршня объем части камеры слева от поршня постепенно уменьшается; благодаря этому газ,поступивший перед тем в насос, сжимаясь до давления, достаточного, чтобы преодолеть атмосферное давление и сопротивление клапана, выбрасывается из насоса через патрубок 7.
Одним из преимуществ золотниковых насосов является уменьшение ответственных по герметичности мест внутри насоса ещена одно по сравнению с пластинчато-статорными насосами: всасывающая сторона отделяется от выбрасывающей не пластиной, скользящей по барабану,.как в пластинчато-статорном насосе, а жестко скрепленной с обоймой плоской частью поршня, скользящей только по вкладышу. Вследствие меньшего трения между подвижными частями золотниковые насосы требуют значительно меньшего охлаждения, чтоустраняет необходимость погружения корпуса насоса в бак с маслом.
В некоторых видах золотниковых насосов (рисунок 11) небольшое количество масла, необходимое для смазки иуплотнения, непрерывно возобновляется в насосе благодаря циркуляции масла из выпускного патрубка в так называемый сепаратор, куда оно поступает в виде очень мелких брызг и откуда по мере накопления на поверхностях тарелочек в охлажденном виде поступает обратно в насос; подача масла в определенные участки насоса (внутрь рабочего пространства, к сальнику и т. п.) регулируется отдельными вентилями в трубках, идущих от сепаратора. Помимо циркуляции и охлаждения масла сепаратор осуществляет отделение от масла влаги, накапливающейся в насосе при откачке того или иного объекта.
|
|
|
1 - цилиндрический бак сепаратора; 2 - тарелки (три пары) для разделения масла и влаги; 3 - двойной выпускной патрубок; 4 - уровень масла, стекающего с тарелок сепаратора; 5 - основной запорный вентиль циркуляционного трубопровода; 6 и 7 - вентили, регулирующие подачу масла в различные участки насоса
Рисунок 11 – Общий вид золотникового насоса с сепаратором
Золотниковые насосы можно делать с очень большой быстротой действия; в таких насосах применяется дополнительное охлаждение проточной водой, омывающей корпус насоса. Примером может служить насос, изображенный на рисунке 12 и расположенный по отношению к наблюдателю так, что вращение эксцентрика происходит против часовой стрелки.
1 и 2 – патрубки для вставления подводки проточной воды и стока
Рисунок 12 – Золотниковый насос с водяным охлаждением
|
|
|
