Бустерные насосы: особенности и принцип работы

Бустерные насосы Рутса входят в группу вытесняющих двухроторных приборов вакуумного типа, которые работают на сухом ходу. В этой статье будут рассмотрены сферы использования насосов Рутса, их принцип действия, а также ключевые преимущества, по сравнению с аналогичным

оборудованием.

Применение

Из-за низких коэффициентов компрессии для создания вакуумной среды современные насосы типа Рутс используются как комбинированные устройства, одновременно с форвакуумными приборами. При этом, их допустимые конечные давления напрямую зависят от предельных давлений последних. В качестве форвакуумных насосов допустимо применять роторно-поршневые, винтовые, пластинчато-роторные и жидкостно-кольцевые агрегаты.

Такие системы используются в областях, где важны высокие скорости откачивания и средний (реже низкий) вакуум. Обратите внимание: из-за транспортировки газа при помощи адсорбции нецелесообразно использовать насосы Рутса в диапазоне ниже 10-4 мбар.

Основные области применения бустерных насосов:

установки вакуумной цементации, азотирования и нитроцементации стали;
электронно-лучевая сварка;
сушка под вакуумом;
стекольная промышленность;
тароупаковочное и литейное производства;
системы обнаружения промышленных утечек;
откачка конденсаторов паровых турбин;
промышленные фильтрация, экстракция и дисталляция.

Также они используются в вакуумных печах, при проведении ядерных исследований и определенных технологических и химических процессов.

Отдельные модели вакуумных насосов Рутса (газоохлаждающие) производятся без перепускных клапанов с газовым охлаждением, что позволяет использовать их при атмосферном давлении. В таких устройствах газ, поступающий из выходного фланца, подается через охладитель повторно в центральную часть камеры всасывания. Образованный таким образом газовый поток охлаждает насос (исключает возможность его перегрева), и обеспечивает сжатие потока при наличии атмосферного давления. Приборы могут применяться в диапазоне входного давления в пределах 130-1013 мбар. А за счет отсутствия смазки в камере всасывания они не выделяют в воздух масляную взвесь, то есть не наносят вред окружающей среде.

Принцип работы

Чтобы понять принцип действия бустерного вакуумного насоса Рутса, для начала следует разобраться в его устройстве. В корпусе прибора есть два ротора, которые синхронно вращаются в противоположных направлениях, бесконтактно. Роторы выполнены в виде цифры 8 и отделены друг от друга зазором (его толщина составляет сотые доли миллиметра).

В насосах типа Рутс один вал ротора приводится в движение двигателем, а другой синхронизируется с ним посредством зубчатой пары в приводной камере. При этом зона смазывания ограничена двумя приводными камерами с подшипником. Они изолированы от камеры всасывания при помощи лабиринтного уплотнителя. За счет отсутствия трения в этой камере, вакуумный насос Рутса может работать при высоких скоростях вращения – около 1500-3000 об/мин. А благодаря отсутствию массы, которая бы совершала возвратно-поступательные движения, устройствам обеспечивается хорошая динамическая балансировка. Потому даже при работе на предельной скорости оборудование работает с очень низким уровнем шума.

Обзор четырех основных серий

На сегодняшний день бустерные насосы типа Рутс представлены в таких вариантах.

Серия А – стандартные модели с чугунным корпусом и уплотнительными кольцами радиального вала. Они отличаются компактной, но очень прочной конструкцией. А поскольку обладают высокими коэффициентами компрессии, позволяют достичь высоких скоростей откачивания даже в комплектации с небольшими форвакуумными приборами. За счет вертикальной направленности потока обеспечивается максимальная невосприимчивость оборудования к различным жидкостям и пыли.
Серия АМ – стандартные герметичные приборы, также с чугунным корпусом, но с магнитной муфтой вместо колец. Используются для технологических процессов со строжайшими требования к герметизации. Могут применяться в химических и промышленных сферах для откачки отравляющих газов. Допустимо использование в сверхчистых газовых технологиях, к примеру, при создании плоских экранов. Наличие муфты обеспечивает оборудованию высокую степень износостойкости.
Вакуумные насосы Рутса серии ADx с уплотнением на основе ПТФЭ изготавливаются из чугуна и обладают скоростью откачивания в диапазоне 500-4000 м3/ч. Они отвечают требованиям по взрывозащите, указанным в соответствующей Директиве.
Приборы серии ADEx оснащены муфтой типа ATEx и встроенным термодатчиком аналогичного типа. При давлении от 800 мбра допускается их подключение без обводной линии. Скорость откачивания такая же, как и приборов предыдущей серии.

Серию ADx выбирают для потенциально взрывоопасных сред, а ADEx является усовершенствованным вариантом — модели применяются в аналогичных условиях, но имеют функцию вытеснения газов.

Преимущества

К несомненным плюсам бустерных вакуумных насосов Рутса относятся:

Широкий модельный ряд, что обеспечивает гибкость в применении оборудования и его максимально соответствие технологическим требованиям.
Внушительный диапазон производительности: 250-25 000 м3/ч.
Компактное и прочное исполнение приборов.
Быстрый процесс вакуумирования за счет наличия высокой степени компрессии и встроенного перепускного клапана (он также обеспечивает отсутствие термических перегрузок).
Внушительный срок безотказной работы и великолепная надежность, благодаря наличию специальной электромагнитной муфты.
Низкие эксплуатационные расходы за счет той же муфты, плюс — системы воздушного охлаждения.
Продолжительный интервал между циклами необходимого по регламенту технического обслуживания (кстати, достаточно несложного).

Все вышеперечисленное делает бустерные вакуумные насосы типа Рутс одними из лучших в своем классе. Именно этими характеристиками обусловлен высокий спрос на такое оборудование во всем мире.