Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Пластинчато-роторный вакуумный насос (РПВН) — самый распространённый тип механического вакуумного насоса объёмного действия для получения низкого и среднего вакуума. Принцип работы — эксцентрично расположенный ротор с подвижными пластинами в цилиндрическом статоре: пластины разделяют рабочую полость на изолированные камеры, последовательно осуществляющие всасывание, сжатие и выталкивание газа. Конструктивно РПВН — частный случай роторных вакуумных насосов; наряду с ним к роторным относятся винтовые, спиральные, кулачковые (когтевые), плунжерные (золотниковые), жидкостно-кольцевые и насосы Рутса. Каждый тип занимает свою нишу по диапазону давлений, чистоте откачки, обслуживанию и сфере применения.
Ниже разобрано, как устроен пластинчато-роторный насос, чем он отличается от других роторных вакуумных насосов, какие у него масляные и сухие исполнения, какие глубины вакуума достижимы в одно- и двухступенчатом исполнениях, как его обслуживать и где применять.
Пластинчато-роторный вакуумный насос (сокращённо РПВН, в отечественной номенклатуре — НВР, 2НВР) — это механический объёмный вакуумный насос, в котором газ перемещается за счёт изменения объёма рабочих камер, образуемых пластинами в эксцентрично установленном роторе и стенками цилиндрического статора. По терминологии ГОСТ 5197-85 действующий «Вакуумная техника. Термины и определения» относится к классу механических вакуумных насосов объёмного действия.
РПВН занимает основную долю парка форвакуумных и форпроцессных насосов в промышленности и лабораторной практике: компактный, относительно простой по конструкции, способный длительно работать в широком диапазоне давлений — от атмосферного до предельного остаточного.
В цилиндрическом корпусе (статоре) эксцентрично установлен ротор с радиальными пазами; в пазах размещены пластины (лопатки), которые при вращении ротора прижимаются к внутренней поверхности статора центробежными силами, а в маслозаполненных моделях — дополнительно давлением масла и пружинами. Пластины разделяют серповидную рабочую полость между ротором и статором на изолированные камеры.
В маслозаполненных моделях масло из масляной ванны подаётся в рабочую полость и выполняет одновременно несколько функций: уплотняет зазоры между пластинами, ротором и статором; смазывает трущиеся поверхности; отводит тепло сжатия. Это позволяет работать при больших степенях сжатия и достигать более глубокого вакуума.
По числу последовательно установленных рабочих камер пластинчато-роторные насосы делятся на одно- и двухступенчатые.
Одна ступень сжатия: за оборот ротора каждая камера, образованная пластинами, проходит полный цикл всасывания, сжатия и выталкивания. Конструкция проще и дешевле, но предельное остаточное давление ограничено величиной протечек через единственный комплект уплотнений между впуском и выпуском. Применяется там, где не требуется глубокий вакуум — упаковка, пневмотранспорт, дегазация при умеренном разрежении.
Две последовательно соединённые ступени сжатия: выпуск первой ступени переходит во впуск второй, газ дважды сжимается перед выбросом в атмосферу. Двухступенчатые модели обеспечивают существенно более глубокий вакуум при сопоставимых быстротах действия.
У типового одноступенчатого маслозаполненного РПВН предельное остаточное давление — порядка единиц мбар (сотен паскалей); у двухступенчатого — порядка 10⁻³ мбар (десятых долей паскаля). Конкретные значения у конкретных моделей указываются в документации производителя.
В рабочую полость подаётся вакуумное масло, выполняющее одновременно функцию уплотнения зазоров, смазки и теплоотвода. Это обеспечивает глубокий вакуум, мягкий режим работы пар трения, длительный ресурс.
Минусы: масло требует регулярной замены, в выходящем газе присутствуют масляные пары (для их улавливания на выпуске ставят масляный туманоуловитель — маслосепаратор); попадание масла в откачиваемую систему недопустимо для процессов, чувствительных к загрязнению (например, в полупроводниковой технике, ряде химических процессов, пищевой промышленности с прямым контактом).
Не использует масло в рабочей полости; пластины изготавливаются из износостойких самосмазывающихся материалов (графит, графитно-полимерные композиты). Сухие РПВН не загрязняют откачиваемый объём, не требуют замены и утилизации масла, но обеспечивают более скромную глубину вакуума, имеют меньший ресурс пластин и требуют их периодической замены.
При сжатии газа, содержащего конденсирующиеся пары (вода, растворители), пары могут достигать давления насыщения раньше, чем смесь дойдёт до выпускного давления, и конденсироваться в насосе, смешиваясь с маслом и ухудшая его свойства, вызывая коррозию и эмульгирование. Чтобы предотвратить конденсацию, в рабочую полость на стадии сжатия вводят порцию атмосферного воздуха через специальный клапан — газобалласт. Балластный воздух добавляется к парогазовой смеси, общее давление в полости быстрее достигает выпускного, и пары выбрасываются вместе с балластным газом, не успев сконденсироваться.
Газобалласт — стандартная функция качественных маслозаполненных РПВН. Цена за её применение — некоторое ухудшение предельного остаточного давления и слегка увеличенный расход энергии. В моделях без газобалласта откачка влажных и парогазовых смесей приводит к быстрой деградации масла.
Согласно ГОСТ 5197-85, при характеристике процессов в области низких давлений применяются следующие интервалы давлений:
В этой шкале пластинчато-роторные насосы работают в области низкого и среднего вакуума: одноступенчатые маслозаполненные — низкий вакуум; двухступенчатые маслозаполненные — средний вакуум, на нижней границе подходят к высокому. Для получения собственно высокого и сверхвысокого вакуума требуется последовательное включение форвакуумного насоса (часто как раз пластинчато-роторного) и высоковакуумного — турбомолекулярного, диффузионного или геттерного.
Методы измерения характеристик пластинчато-роторных и других механических вакуумных насосов установлены стандартами на испытания вакуумных насосов объёмного действия: измерение быстроты действия — ГОСТ Р 53335-2009, измерение предельного остаточного давления — ГОСТ Р 54107-2010, общие методы испытаний механических вакуумных насосов — ГОСТ 25663-83 действующий.
Помимо пластинчато-роторного, к роторным механическим вакуумным насосам относятся ещё несколько широко применяемых типов. Их сравнительные характеристики приведены ниже.
В составе многих современных вакуумных систем встречается не одиночный насос, а каскад: пластинчато-роторный (или винтовой) насос обеспечивает предварительное разрежение, насос Рутса даёт промежуточное усиление, турбомолекулярный — высокий вакуум. Пластинчато-роторный играет роль «рабочей лошадки» именно потому, что прост, надёжен и работает напрямую от атмосферного давления.
Основные процедуры обслуживания:
Откачка агрессивных или конденсирующихся сред без газобалласта и без специальных исполнений ведёт к быстрому износу и порче масла либо пластин. Под такие задачи подбирают химически стойкие исполнения, либо включают между объектом и насосом конденсационные ловушки и сорбционные адсорберы.
Пластинчато-роторные вакуумные насосы применяются в большом числе отраслей. Основные группы задач:
Безмасляные модели предпочтительны там, где недопустимо попадание масла в откачиваемую среду или в обратном направлении: ряд медицинских применений, чистые процессы в полупроводниковой технике, аналитические приборы.
Подбор насоса ведут от характеристик задачи к параметрам оборудования.
Под «пластинчатым» обычно понимают пластинчато-роторный вакуумный насос — наиболее распространённый тип механического объёмного вакуумного насоса с эксцентричным ротором и подвижными пластинами в цилиндрическом статоре. «Роторными» в более широком смысле называют все механические насосы с вращающимся рабочим органом: пластинчато-роторные, винтовые, спиральные, кулачковые, плунжерные, жидкостно-кольцевые, насосы Рутса. Пластинчато-роторный — самый массовый и универсальный из них.
Маслозаполненный одноступенчатый — порядка единиц мбар (сотен паскалей), что относится к низкому вакууму по ГОСТ 5197-85. Двухступенчатый маслозаполненный — порядка 10⁻³ мбар (десятых долей паскаля), это средний вакуум. Сухие безмасляные модели обычно дают существенно более скромное предельное давление, чаще всего в области низкого вакуума.
В маслозаполненном масло уплотняет зазоры, смазывает и охлаждает; обеспечивается глубокий вакуум. В сухом масла в рабочей полости нет; уплотнение и смазка — за счёт самосмазывающихся пластин из графитсодержащих композитов. Сухой даёт чистый вакуум, но более скромный по глубине, и требует периодической замены пластин.
Это конструктивная функция маслозаполненного насоса, в которой в полость на стадии сжатия впускается порция атмосферного воздуха через специальный клапан. За счёт этого парциальное давление откачиваемых паров (воды, растворителей) при сжатии не достигает давления конденсации, и пары выбрасываются вместе с балластным газом, не успевая сконденсироваться в масле. Применение газобалласта продлевает ресурс масла при откачке паров.
Пластинчато-роторный — для типовых промышленных и лабораторных задач, где допустимо или предпочтительно маслозаполненное исполнение, требуется глубокий вакуум и приемлема стоимость. Винтовой сухой — для тяжёлых промышленных процессов с большими объёмами и необходимостью чистого вакуума. Спиральный — для лабораторных и компактных применений, где важна чистота и тишина при умеренных объёмах.
Интервал замены устанавливается изготовителем и зависит от характера откачиваемой среды: при откачке чистого сухого воздуха — реже, при откачке влажных, парогазовых или содержащих агрессивные компоненты сред — чаще. Состояние масла контролируется визуально по смотровому окну: тёмное, эмульгированное или вспененное масло подлежит замене вне зависимости от планового интервала.
Да, если насос оборудован газобалластом и используется в режиме с включённым газобалластом. Для интенсивной откачки большого количества паров (особенно воды) предпочтительнее жидкостно-кольцевой насос или цепочка с конденсатором/ловушкой на входе.
Терминология вакуумной техники — ГОСТ 5197-85. Общие методы испытаний механических вакуумных насосов объёмного действия — ГОСТ 25663-83. Измерение быстроты действия насосов объёмного действия — ГОСТ Р 53335-2009. Измерение предельного остаточного давления — ГОСТ Р 54107-2010. Все четыре стандарта действующие.
Это насос, обеспечивающий предварительное разрежение в системе и поддерживающий выходное давление высоковакуумного насоса в рабочем диапазоне. Пластинчато-роторные насосы — самые распространённые форвакуумные. Они работают «от атмосферы» и доводят систему до давления, при котором уже может стартовать высоковакуумный насос (турбомолекулярный, диффузионный).
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.