Конструкция вакуумной системы с двухроторным насосом Рутса

Широкий диапазон имеющихся типов форвакуумных и двухроторных насосов предоставляет конструктору возможность оптимизации насосных систем в соответствии с требованиями потребителя. Ниже приведены некоторые интересные примеры систем, разработанных для конкретных видов применения.

Многоступенчатые насосные системы

Многоступенчатые насосные системы, как правило, используются в тех случаях, когда необходимо откачать большие объемы в относительно короткое время. Часто используются вакуумные компрессорные системы. Так же в вакуумных системах используют вакуумный насос с ресивером для вакуума. Вакуум ресивер - это уравнительные вакуумные баллоны для применения со всевозможными вакуумными насосами и вакуумными напылительнымми установками. Мы предлагаем вакуумные ресиверы для использования в разных условиях. При начале откачки с уровня атмосферного давления для поддержания допустимой степени сжатия на каждой ступени используется несколько ступеней. В качестве примера приводим трехступенчатую систему последовательно и параллельно соединенных вакуумных насосов (рис. 13), спроектированную для откачки камеры объемом 1308 м³ от давления 760 Торр до 0,01 Торр за 2 ч. с утечкой воздуха 20 Торр л/с. Начиная с последней, каждая ступень последовательно запускается с временной задержкой в несколько секунд в целях сокращения первоначального всплеска мощности. При наличии соотношения 2:1 между тремя ступенями межступенчатые перепускные клапаны поддерживают максимально допустимое относительное давление 400 Торр. Избыточный воздух выпускается через клапаны до тех пор, пока не сравняется производительность предшествующей и последующей форвакуумных ступеней. Межступенчатые теплообменники отводят теплоту сжатого газа, поддерживают приблизительно постоянной степень сжатия и ограничивают температуры на впуске для последующих ступеней. В таких системах поддерживается быстрота откачки первой ступени 10270 м³/ч при откачке от атмосферного давления до 2 Торр. При 2 Торр первая и вторая ступени были соединены параллельно клапанами, обеспечивая быстроту действия 15518 м³/ч для того, чтобы справиться с утечкой воздуха, которая при 0,01 Торр составляла 7200 м³/час. Фактическое время для достижения давления 0,01 Торр составило 100 мин.

Рис. 13. Трехступенчатая вакуумная система с последовательно-параллельным соединением насосов. Откачка вакуумной камеры 1,308 м³ от 760 до 0,01 Торр за 100 мин. с утечкой воздуха 20 Торр л/с. Двухроторные насосы соединены параллельно при давлении 2 Торр, чтобы справиться с утечкой воздуха при 0,01 Торр.

Пиковое потребление мощности для ступеней 1 и 2 составило 159 и 75 кВт соответственно. Средняя мощность в течение двадцатиминутного периода составила приблизительно 60% пика. Были выбраны двигатели с мощностью 100 и 56 кВт соответственно. Время работы при перегрузке составило приблизительно 3 минуты. Для обмоток использовалась высокотемпературная изоляция, а специальная защита при превышении температуры обеспечивалась датчиками, встроенными в обмотки.

Насосная система для откачки жидкого водорода

Насосная система (рис. 14) была разработана для откачки чистого водорода с быстротой 10200 м³/ч при 52 Торр 14 К. Благодаря увеличению теплоты температура на впуске составила приблизительно 249 К. Для перемещения холодного газа была выбрана трехступенчатая насосная система с жидким уплотнением. В качестве уплотнительной жидкости использовался этиленгликоль, который циркулировал в системе замкнутого цикла, где он нагревался до 40 °С для того, чтобы поддерживать рабочую температуру роторных насосов. Жидкостное уплотнение увеличивало КПД двухроторных насосов, позволяя использовать насосы меньшего размера и прямой выпуск в атмосферу.

Рис. 14. Насосная система для откачки жидкого водорода. Нагретый этиленгликоль впрыскивался на впуске двухроторных насосов для герметизации и поддержания рабочей температуры.

Система вакуумной дегидратации продуктов

Система вакуумной дегидратации продуктов (рис. 15) была создана для получения предельного остаточного давления 6 Торр при быстроте откачки воздуха 11,4 кг/ч и водяного пара 100 кг/ч. Для этого применялась система двухроторный насос - конденсатор - механический насос, обеспечивающая общую быстроту откачки системы 18500 м³/ч. Двухроторный насос использовался для увеличения давления, при котором работали конденсаторы - в данном случае от 6 до 18 Торр. Двум конденсаторам, каждый с ресиверами, необходимо было сконденсировать и удалить всю воду при подаче холодильником охлажденной воды при 10 °С. Автоматически работающий клапан управления давлением, расположенный между конденсаторами и механическим насосом, поддерживал в конденсаторах давление 18 Торр, для того чтобы воспрепятствовать обратному потоку конденсированного пара. Большая часть воды удалялась конденсаторами, был использован небольшой форвакуумный насос только для откачки воздуха и небольшого потока водяного пара при давлении, соответствующем парциальному давлению водяного пара в конденсаторе. Форвакуумный насос работал при 82 °С.

Рис. 15. Система дегидратации продуктов. Большой массовый поток водяного пара (100 кг/ч) при небольшом воздушном потоке (11,3 кг/час) были откачаны при 6 Торр. Форвакуумный насос откачивал воздух и водяной пар при парциальном давлении и температуре конденсатора 10 "С (источник: Stokes Vacuum Inc.).

Система конденсации предназначалась для работы в течение 8 ч. При добавлении автоматических клапанов для слива воды во время работы данная система может работать непрерывно.

Вы можете заказать проектирование вакуумных систем у наших специалистов. Для этого можно воспользоваться всплывающим окном или позвонить нам.