Жидкостный кольцевой насос Насосы такой модели (Рис.1) наиболее широко применяются в области вакуумной дегазации. Это надежный и универсальный насос. Ячеистый диск вращается в камере несимметрично относительно центра. В станционарной системе корпус наполняется рабочей жидкостью, обычно водой, до центра вала. По мере вращения ячеистого диска жидкость смещается вдоль радиуса наружу, и создающееся кольцо жидкости скрепляет отдельные ячейки друг с другом. Отдельная ячейка изменяет свой объем в результате несимметричного восхождения ячеистого диска и теоретической непрерывности кольца жидкости. Таким образом достигается эффект компрессии. Газ входит внутрь и нагнетается через прорези. Необходимо постоянно заменять рабочую жидкость, чтобы поддерживать постоянную рабочую температуру и установленное рабочее давление. Избыток рабочей жидкости вводится через нагнетательные прорези вместе с парами и отделяется от них в зоне сжатия. Интенсивное смешивание рабочей жидкости с технологических паров стимулирует конденсацию компонентов пара. Это позволяет очистить и минимизировать поток отходящего газа. В результате конденсации рабочая жидкость смешивается с компонентами процесса. Наиболее распространенная рабочая жидкость, вода, может быть загрязнена так сильно, что это может создать проблемы при утилизации отходов. Поэтому в некоторых процессах используется совместимая с процессом рабочая жидкость, сходная по составу с конденсатами или с легкостью их растворяющая. Таким образом, главным ограничением при использовании жидкостного кольцевого вакуумного насоса является рабочая жидкость. Собственное давление пара рабочей жидкости представляет собой верхний предел общего давления в вакуумном насосе, и оно определяет давление в приемнике. В условиях наличия агрессивных паров и закрытого контура рабочей жидкости капитальные расходы могут оказаться высокими, так как необходимо использовать устойчивые к коррозии материалы, при этом никаких преимуществ перед альтернативными технологиями нет. Если пары, отведенные от полимерного расплава, сублимируются или кристаллизуются, и не могут быть растворены в рабочей жидкости, то жидкостный кольцевой вакуумный насос может дать сбой. Тогда для него потребуется механическая очистка. Рис. 2 Поворотный вакуумный насос R 5 с циркуляционной смазкой и скользящими лопастями производства компании Busch – недорогие и экономные Поворотный вакуумный насос с поворотными лопастями Насосы такой конструкции представляют собой механические вакуумные насосы. Ротор с продольными прорезями устанавливается в цилиндре в продольном направлении. В прорези вставляются поворотные лопасти, которые продвигаются против внутренней поверхности цилиндра под действием центробежных сил. Созданные камеры изменяют свой объем по мере вращения цилиндра и создают эффект нагнетания. В качестве рабочей жидкости часто используется масло, позволяющее минимизировать трение скользящих лопастей в цилиндре и в прорези, рассеивает тепло, генерируемое при компрессии, и скрепляет отдельные камеры друг с другом. Общее давление ниже абсолютной величины 1 мбар. Рабочая жидкость отделяется от отходящего газа в зоне давления и рециркулируется в зависимости от конструкции насоса. Поворотный вакуумный насос с циркуляционной смазкой и поворотными лопастями Подобные насосы (Рис.2) перемещают отделенное и охлажденное масло от маслосборника и вводят его в цилиндр. Насосы такого типа применяются ограниченно. Входящие пары не должны изменять физическую фазу внутри насоса. Конденсаты или сублиматы изменяют смазывающее свойство масла и могут привести к механическому повреждению вакуумного насоса. Вакуумный насос с циркуляционной смазкой и поворотными лопастями - это простой насос, недорогой и экономичный в эксплуатации, простой в установке. Вакуумный насос с постоянной смазкой и поворотными лопастями Рис.3 Вакуумный насос с постоянной смазкой и поворотными лопастями производства компании Busch используются в тех случаях, когда невозможно предотвратить конденсацию внутри насоса или состав газа приводит к изменению процесса Смазка такого рода насосов (Рис.3) осуществляется свежим маслом. Рабочая жидкость проходит один раз и выводится с напорной стороны вместе с технологическими конденсатами. Жидкости, отделенные с напорной стороны, следует отводить. Чтобы эффективность этой системы была аналогична конструкции с циркуляционной смазкой, насос часто приходится проектировать в виде конструкций, состоящих из нескольких ступеней. Вакуумный насос используется в тех процессах, в которых конденсации паров внутри насоса невозможно избежать, или состав пара может изменяться во время работы. Это возможно только в случаях больших объемов конденсатов, агрессивных паров, воздействующих на масло, а также паров, могущих дать трещину при температурах выше 100 оС. Во время непрерывной работы вакуумного насоса требуется контролирующее оборудование. Поэтому его сложнее устанавливать чем, конструкцию с циркуляционной смазкой. Насосы, работающие без смазки Системы такой конструкции работают бесконтактно, не используя рабочие жидкости. Поэтому с ними легко работать, поскольку смазка для зубчатых колес и подшипников изолирована от технологических паров. Ниже приводится подробное описание самых распространенных типов насосов для вакуумной технологии. Во время дегазации экструдера двухроторный вакуумный насос (Рис.4) используется в качестве средства компрессии при давлении всасывания меньше 30 мбар, то есть в пределах диапазона, когда конденсация маловероятна. Вакуумный насос сжимает технологические пары до давления в два-десять раз выше, в зависимости от давления всасывания, и затем форвакуумный насос сжимает их до атмосферного давления. В качестве форвакуумного насоса можно использовать любой из приведенных в данной статье типов вакуумных насосов.
|