Пластинчато-роторний насос

Рис. 10.8

Пластинчато-роторний насос, будова якого в розрізі, перпендикулярному осі статора, наведена на рис. 10.8, складається з циліндричної порожнини-статора 3 і з меншим діаметром циліндричного стального ротора 7, на діаметрі якого зроблений проріз, де розміщені рухливі пластини 1. Ротор обертається за допомогою потужного електродвигуна, а пластини щільно притискуються до поверхні статора за допомогою внутрішньої сталевої пружини і постійно ковзаються уздовж прорізу в роторі, то наближуючись, то віддаляючись одна від одної. Вісь ротора паралельна осі статора, але зміщена так, що ротор щільно притискується до поверхні статора за твірною. У статорі є два отвори, через які газ потрапляє в об’єм статора (впускний патрубок 6) і навпаки, виштовхується з об’єму статора (випускний патрубок 5). Випускний патрубок має клапан 4 (кульку, що притискується до поверхні отвора сталевою пружиною). Зрозуміло, що отвори у статорі будуть відповідати наведеним назвам тільки при відповідному напрямі обертання ротора, тому цей напрям показаний стрілкою на корпусі насоса.

Між ротором і статором пластини створюють три порожнини: порожнину впуску відкачуваного повітря, порожнини переносу і випуску.

При обертанні ротора у відповідному напрямі об’єм впуску збільшується, що призводить до зниження тиску в камері відкачки, яка приєднується до впускного патрубка. Коли одна з пластин пройде місце щільного дотикання ротора до статора і впускний отвір, порожнина переносу перетвориться в поржнину випуску, а порожнина впуску - в порожнину переносу. В цей же час, газ почне стискуватися в порожнині випуска. Як тільки тиск зросте до величини, що трохи перебільшить значення атмосферного, випускний клапан відкриється і газ виштовхнеться до атмосфери. При подальшому обертанні ротора процес відкачки почнеться знову.

Рис. 10.9

На рис. 10.9 схематично пояснюються етапи роботи насоса. Римськими цифрами вказані чотири характерні положення ротора при його обертанні. стрілками - напрям переміщення газу і обертання ротора.

Для зменшення тертя, яке виникає між щільно притиснутими рухливими деталями, в насос вводиться певна кількість вакуумного масла, а для охолодження при роботі його корпус закріплюється в баці з ваккумним маслом. З цієї причини у відкачуваних об’ємах буде присутня насичена пара вакуумного масла, яка впливатиме, таким чином, на граничний тиск.

Слід зауважити, що на граничний тиск буде впливати ще об’єм шкідливого простору (рис. 10.10), який є як біля випускного отвору, так і біля впускного, де тиски різняться за величиною. Різниця тисків може викликати витік газу через місце дотикання ротора до статора за твірною і також може привести до порушення герметичності ущільнення, якщо насос зупинити. Щоб зменшити об’єм шкідливого простору, його заповнюють невеликою кількістю вакуумного масла, а наявність на випускному отворі клапана знижує середній тиск у випускній порожнині і відповідно з цим зменшується загроза проходження газу через спільну твірну.

Обертові насоси поряд з позитивними якостями мають ряд недоліків, які погіршують наведені вище характеристики. Граничний вакуум залежить від тиску насиченої пари вакуумного масла, а також від конструктивних особливостей насоса (ступеня тиску пружини випускного клапану, об’єму шкідливого простору та ін..).

Рис. 10.10

10.5.5. Параметри пластинчато-роторних насосів

Рис. 10.11

Параметри пластинчато-роторних насосівзалежать від коструктивних розмірів робочих об’ємів. Насоси малих розмірів мають швидкодію 0,6 л/с за тиском 0,1 Торр. Великі насоси за таким же тиском мають швидкодію до 600 л/с. Потужність електродвигуна коливається відповідно від 150 Вт до 10 кВт при швидкості обертання ротора - 300-500 об/хв. Одним добре налаштованим насосом можна досягти граничного тиску 10 Торр. Якщо з’єднати послідовно два насоси, то це ефективно поліпшить граничний тиск і можна отримати ще нижчий граничний тиск - 10 Торр. Таке з’єднання виконують зазвичай в одному блоці, як показано на рис. 10.11, де з’єднувальний канал 1 зроблено у спільному статорному блоці з I і II роторами, які розміщені в окремих циліндричних порожнинах, і клапаном 2 на випускному патрубку. Такий насос називають двоступінчастим.