Винтовые насосы в высоковакуумных системах

Статьи

Винтовые насосы сконструированы таким образом, что упор в них сделан на производительность, а это ключевой критерий для крупных предприятий. Напор они создают посредством стремительного вытеснения жидкости импеллером (ротором с винтами из металла высокой прочности). Агрегатам под силу откачивать пары жидкостей, также они выдерживают высокую газовую нагрузку. За счет особого покрытия деталей способны откачивать и агрессивные газовые среды. Рассмотрим и другие особенности винтовых насосов, также затронем их устройство и принцип работы.

Устройство ВВН

Конструкция влияет на производительность и, как следствие, сферу применения. Изначально с помощью этого оборудования перекачивали очищенные жидкости, но впоследствии были разработаны модели для работы с любыми веществами.

Основные элементы винтового насоса:

  • ротор;
  • статор;
  • двигатель;
  • корпус.

Ключевым рабочим элементом является подвижный ротор, сделанный из стали высокой прочности. Это наружная спираль, на которой имеются особые заходы, влияющие на производительность.

Статор – внутренняя спираль с заходами. Его корпус разделен на несколько отсеков, изолированных один от одного герметичными уплотнителями. Статор облачен в кожух из эластомера и металла.

Двигатель служит приводом. За счет шарнира он приводит ротор в движение. Для соединения деталей этого узла используют карданный или пальцевый метод.

Оборудование, используемое в сфере нефтедобычи, характерно эластичным корпусом цилиндрической или конической формы. Это повышает герметичность полостей, снижая тем самым вероятность утечки.

Винтовые насосы принято классифицировать исходя из количества винтов:

  • одновинтовые;
  • двухвинтовые;
  • трехвинтовые.

Модели с одним винтом относятся к объемным. Их рабочим органом является неподвижная эластичная обойма, имеющая двухзаходную винтовую поверхность. Внутри – ротор с винтом. Одновинтовые агрегаты характерны высоким КПД, компактностью, хорошей всасываемостью, также они способны создавать любую скорость откачки. Устанавливаются в вертикальной плоскости.

Двухвинтовые – тоже объемные, только роторов у них два (ведомый и ведущий). Конструкция предполагает также два вала, которые вращаются в разных направлениях. Одна из особенностей – возможность работы от дизельного мотора.

Трехвинтовые агрегаты оснащены тремя винтами из высокопрочной стали, обоймой, мотором, муфтой и иными элементами, закрепленными на раме. Благодаря предохранительному клапану обеспечивается защита от повышенного давления.

В конструкции насоса отсутствуют трущиеся детали, поэтому он работает продолжительное время без обслуживания. Это «безмасляное» оборудование, не загрязняющее вакуумную систему. ВВН универсальны с точки зрения применений.

Принцип работы винтового насоса

Внутри агрегата имеются винтовые валы особой формы, которые делят полость на несколько камер. За счет высокой точности производства сообщение между камерами минимизировано. Валы, вращаясь в противоположные стороны, создают разрежение, требуемое для всасывания откачиваемой среды из вакуумной камеры. Газ, идущий от входного порта, перенаправляется к первой камере, далее входной порт перекрывается валом. Если валы имеют постоянный шаг, газ при каждом повороте винтов движется к выходному отверстию (выхлопу). Там откачиваемая среда максимально сжимается и при очередном повороте вала удаляется в атмосферу.

В оборудовании с валами, имеющими переменный шаг, откачиваемая среда поддается сжатию при каждом их повороте. Это обеспечивает более эффективную откачку.

Сферы применения

Разреженная среда обязательна для многих технических устройств. С помощью вакуума снижают температуру кипения для жидкостей, удаляют газы из материалов, обеспечивают стерильные условия, среду без воздуха и влаги, и т.д. Сфер применения винтовых насосов немало:

  • нефтеперерабатывающая и химическая промышленности;
  • металлургия;
  • добыча руды;
  • судостроение;
  • водоснабжение;
  • фармацевтика и текстильная промышленность;
  • пищевая промышленность;
  • холодильное, конвейерное и иное оборудование;
  • полиграфия, типография и т.д.

Конструктивно винтовой насос прост и сложностей в ходе эксплуатации не вызывает. С его помощью перекачивают сухие вещества и конденсирующие пары без остатка. Если придерживаться правил обслуживания, прослужит он долгие годы.

1nsk