Виробництва вакууму. Схема та устаткування

У хімічній промисловості молекулярна дистиляція при низьких температурах, що стала можливою завдяки зниженню тиску в перегінному кубі, дозволила отримувати речовини, які розкладаються, якщо переганяти їх при атмосферному тиску.
Обертальні масляні насоси.

Для отримання вакууму, що досягає однієї мільйонної атмосферного тиску, як і раніше застосовуються обертальні масляні насоси. Їх різноманітні конструкції, а швидкість відкачування становить від 0,3 до 300 л/с.                                     

Обертальний масляний насос в розрізі (спрощена схема). R — циліндричний ротор; V і V1 — пружні пластинки, що розділяють робочий об'єм насоса на дві частини — вхідну і вихідну A1; N — пружинний зворотний клапан у випускному патрубку.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

5

Насос описаного типу неефективний при відкачуванні повітря, що містить конденсуються пари (зазвичай це пари води), так як висока ступінь стиснення, необхідний для викиду в атмосферу, може призводити до їх конденсації в камері насоса. Разом з маслом конденсат потім знову потрапляє на вхід насоса.

Обертальні масляні насоси застосовуються окремо, коли не потрібен дуже низьких тисків, а також у поєднанні з двухроторными насосами Рутса і дифузійними высоковакуумными насосами, які не можуть працювати при атмосферному тиску на виході.
Двороторні насоси.

Для деяких процесів до промисловості потрібна дуже велика швидкість відкачування, хоча б і не при дуже низьких тисках. Цим вимогам задовольняють двороторні об'ємні насоси типу повітродувки Рутса.
Ротор обертається з частотою до 50 об/с, і висока швидкість відкачування підтримується до тисків близько однієї мільйонної атмосферного. Хоча такі насоси здатні працювати з прямим вихлопом в атмосферу, на їх виході зазвичай встановлюють допоміжний обертальний масляний насос, який не тільки знижує їх граничний тиск, але і підвищує ККД, знижуючи споживану потужність, що дозволяє обходитися менш складною системою охолодження. Допоміжний насос, пропускає ту ж масу газу, але при більш високих тисках, може бути порівняно невеликою.

Двороторний вакуумний насос. Молекули газу, які входять в насос зверху, викидаються в випускний патрубок праворуч під дією двох

швидко обертових роторів. Ротори, що обертаються в протилежних напрямках, не стикаються ні один з одним, ні зі стінками корпусу.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

6

 

Дифузійні насоси.

 У більшості високовакуумних систем застосовуються диффузионые насоси. Це вертикальна циліндрична труба, відкритим верхнім кінцем A поєднана з відкачується об'ємом. На нижньому кінці електроплитка нагріває в кип'ятильник B робочу рідину, яка при цьому випаровується. Пари робочої рідини проходять по трубці V вгору, де через кільцеве сопло виходять у вигляді кільцевого струменя під кутом до стінок корпусу. На стінках, охолоджуваних зовні змійовиком з холодною водою, вони конденсуються, і утворилася рідина стікає по стінці назад в кип'ятильник. Молекули газу з відкачуваного обсягу, випадково, через хаотичність свого руху влетающие у вхідний отвір A насоса, потрапляють в струмінь пари і захоплюються нею вниз, де вони видаляються допоміжним механічним насосом, приєднаним до вихідного патрубка дифузійного. Імовірність же випадкового проходження молекул газу через струмінь пара знизу вгору дуже мала.

Дифузійний насос. Електроплитка підтримує кипіння робочої рідини, пари якої піднімаються з кипятильной камери B по трубці V і виходять через кільцеве сопло, утворене відбивачем A.Сопло створює

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

7

 

спрямовану вниз кільцеву струмінь, яка захоплює з собою молекули, що потрапляють в насос зверху. Пари конденсуються на стінках. Велика частка захоплюється молекул виводиться через випускний патрубок, завдяки чому і знижується тиск в откачиваемом обсязі.

Якщо тиск під струменем пари вище деякого гранично допустимого значення, то струмінь розмивається і її откачивающее дія слабшає. Тому від допоміжного насоса потрібно, щоб він не тільки відводив всі откачиваемое кількість газу, але і підтримував досить низьким зазначене тиск. Для зниження вимог до граничного вакууму допоміжного насоса дифузійні насоси роблять многоступенными.
Криосорбционные насоси.

Насоси такого типу являють собою, в суті, пастки з цеолітами — пористими сорбентами, що поглинають молекули газу за рахунок фізичної адсорбції при охолодженні; вони вимагають для своєї роботи рідкого азоту. Однак криосорбционные насоси дозволяють відкачувати систему від атмосферного тиску приблизно до однієї мільйонної його. Такий насос досить прогріти, щоб видалити весь відкачаний їм газ, і він знову буде готовий до роботи.