Для получения разрежения в диапазоне от атмосферного до десятых долей паскаля используют объёмные насосы. В таких устройствах вакуумные насосы с масляным уплотнением работают за счёт захвата порций газа и переноса их из впускной полости в выпускную. Масло выполняет несколько функций и влияет на достигаемое давление.

Как масляное уплотнение создаёт вакуум

Переменный объём рабочей камеры и перенос газа

Ротор вращается в статоре: рабочие камеры увеличиваются на всасывании и уменьшаются на нагнетании, газ захватывается, сжимается и выталкивается. Масло заполняет зазоры, предотвращая перетекание.

Функции масляной плёнки: уплотнение, смазка, отвод тепла

Плёнка герметизирует зазоры (0,01–0,05 мм), смазывает трущиеся пары, отводит тепло. Без масла низкое давление недостижимо.

Конструктивные схемы насосов с масляным уплотнением

Пластинчато-роторный и золотниковый механизмы

В пластинчато-роторном ротор смещён, пластины выдвигаются центробежной силой. В золотниковом золотник движется возвратно-поступательно. Оба типа имеют впускной и выпускной патрубки.

Одно- и двухступенчатая откачка

Одноступенчатые насосы дают остаточное давление 0,5–1 Па, двухступенчатые — 0,05–0,1 Па. Двухступенчатая схема повышает степень сжатия. Быстрота действия зависит от объёма камеры и частоты вращения.

Параметр Одноступенчатый Двухступенчатый
Предельное остаточное давление 0,5–1 Па 0,05–0,1 Па
Степень сжатия ниже выше
Применение вакуумные установки общего назначения высоковакуумные системы

Газовый балласт и откачка паров

Принцип подачи воздуха в камеру сжатия

Газовый балласт подаёт воздух в камеру сжатия, снижая парциальное давление конденсируемых паров. Открывают при откачке влажного воздуха или растворителей. Предельное давление ухудшается до 1–10 Па.

Конденсация, загрязнение масла и коррозия

Пары конденсируются, смешиваются с маслом, образуют эмульсию и вызывают коррозию. Масло теряет свойства, вязкость меняется. Конденсат загрязняет поверхности.

Параметры, ограничивающие вакуум и производительность

Предельное остаточное давление и быстрота действия

Предельное давление зависит от обратного перетекания и давления паров масла. Быстрота действия — объёмный расход при определённом давлении, измеряется в м³/ч.

Вязкость, давление паров и температура масла

Вязкость масла ISO VG 46–100 при 40 °C. Давление паров минерального масла при 20 °C около 10⁻⁵ мм рт. ст. Температура корпуса 60–80 °C. Перегрев ускоряет старение.

Обслуживание и диагностика неисправностей

Замена масла, фильтров и контроль утечек

Масло меняют по регламенту или при загрязнении. Фильтр задерживает частицы. Утечки выявляют проверкой вакуумной системы.

  1. Слить старое масло.
  2. Промыть корпус.
  3. Залить новое масло до уровня.
  4. Заменить фильтр.
  5. Проверить герметичность.

Признаки износа и обратного потока масла

  • Падение быстроты действия.
  • Повышенный шум.
  • Нагрев корпуса.
  • Масло в впускной линии.

Обратный клапан блокирует обратный поток масла при остановке.

Совместимость масла с откачиваемой средой

Минеральные и синтетические основы: стойкость к парам

Минеральные масла менее стойки к парам. Синтетические (сложные эфиры, ПАО) устойчивы к растворителям, давление их паров ниже.

Ограничения при агрессивных и конденсируемых средах

Агрессивные газы (кислоты, аммиак) разрушают масло и металл. Конденсируемые пары требуют газового балласта. Без подготовки их откачивать нельзя.

Оставить комментарий