2. Ротационные вакуум-насосы

Ротационные компрессоры, рассмотренные выше, применяются не только для сжатия, но и для разрежения газов, т. е. в качестве вакуум-насосов. Неко­торые конструктивные отличия имеют машины, создающие повышенный вакуум (форвакуумные насосы), обычно используемые для последовательной работы с молекулярными и диффузионными насосами, рассматриваемыми ниже.

Широкое применение получили пластинчатые вакуум-насосы, изготовляемые с двумя, четырьмя и реже с большим числом пластин; по прин­ципу действия они идентичны пластинчатым компрессорам. На рис. Ш-20, а показан двухпластинчатый, а на рис. Ш-20, 6 — четырехпластинчатый вакуум-насосы. При малых диаметрах ротора действия центробежной силы недостаточно для плотного прижатия пластин к внутренней поверхности корпуса, поэтому они дополнительно поджимаются пружинами. Рассматриваемые насосы обес­печивают достижение остаточного давления 7—13 Па, при двухступенчатой работе — 1,3 Па, а при трехступенчатой — 0,13 Па.

Главным недостатком пластинчатых вакуум-насосов является падение их объемного коэффициента полезного действия при небольшом износе пластин

Рис. 111-25. Ротационные вакуум-насосы:

<х - двухпластннчатый; б - четырехпластинчатый; в - многопластннчатый.

из-за утечки газа через неплотности с нагнетательной стороны иа всасывающую. Кроме того, высокая степень сжатия приводит к значительному повышению тем­пературы газа. Наконец, по мере уменьшения остаточного давления наблюдается снижение объемного коэффициента полезного действия.

Увеличение числа пластин в роторе уменьшает чувствительность машины к износу пластин и, следовательно, также падение объемного коэффициента полезного действия. Одновременно несколько усложняется конструкция вакуум-насоса п возрастает объем вредного пространства. Для устранения последнего недостатка прибегают, как и в поршневых вакуум-насосах, к перепуску газа, осуществляемому посредством канала, сообщающего вредное пространство с ка­мерой наименьшего давления (рис. Ш-20, в).

Мощность на валу вакуум-насоса определяется тем же методом, что и для компрессоров, причем т|_мех = 0,8—0,9.

Сравнительно широко используются для создания вакуума описанные ранее компрессоры с жидкостным кольцом (водокольцевые вакуум-насосы). При хорошем исполнении эти машины обеспечивают разрежение до 98/₀. Их существенным недостатком, как уже отмечалось, является низкий коэффициент полезного действия (0,40—0,45).

3. Вакуум-насосы других типов

Для создания разрежения до 90—95% могут быть использованы описанные ранее вихревые насосы. Коэффициент полезного действия этих машин весьма низок — от 30 до 50%. Однако их достоинством является универсальность: они могут быть применены также для нагнетания жидкости под напором до 60 м.

Выше уже отмечалось, что струйные приборы могут служить как для сжатия газов (инжекторы), так и для создания вакуума (эжекторы). В отличие от инжек­торов, где всасываемая и нагнетающая среды обычно однородны, рабочими те­лами эжектора (струйного вакуум-насоса) могут служить газы, пары и жидкости, поэтому, как уже отмечалось выше, различают эжекторы газоструй­ные, пароструйные и водоструйные (если рабочим телом является вода). Рабочий процесс в эжекторах первых двух типов совершенно идентичен процессу в ин­жекторе. Отличительной особенностью водоструйного эжектора яв­ляется изотермическое сжатие отсасываемых газов пли парогазовых смесей, поскольку нх массовый расход значительно уступает расходу эжектирующей жидкости.

Расход работы на изотермическое сжатие V_c м_уда

³ газов илн парогазовой смеси равен: L_a3 = PxV_c\n (p₂l_Pi), где р, — давление отсасываемых газов; р₂ — давле­ние на выходе из диффузора эжектора.

Если при этом расходуется G кг воды (нлн другой жидкости), обладающей напором #_м, то коэффициент полезного действия эжектора выразится так: ть = = IpiVe \n(p₂/_Pl)]/gGH.

На практике величина т)_э обычно колеблется в пределах 0,15—0,20, поэтому водоструйные эжекторы целесообразно применять лишь в тех случаях, когда простота нх устройства оправдывает перерасход энергии.

Для создания остаточного давления порядка (0,13—0,06) Па часто прибе­гают к последовательному соединению двух нли трех эжекторов с холодиль­никами между ними.