Физические приборы - Бурсиан Э.В.
Скачать (прямая ссылка):
Двухроторный насос состоит из камеры, в которой два ротора вращаются в противоположные стороны так, что они все время плотно прилегают друг к другу и к стенкам камеры и в то же время переносят своими углублениями жидкость или газ слева направо.
Эти насосы рассчитаны на небольшие давления и небольшие расходы. Используются они, например, для подачи топлива или масла в двигателях.
Если задача заключается только в создании потока воздуха для смены его в данном месте или помещении, то применяется устройство, называемое вентилятором. Вентилятор обеспечивает большой расход при небольшом перепаде давлений. В системах вентиляции наиболее эффективен центробежный вентилятор (рис. 44, г), в котором лопасти приводят воздух во вращение, в результате чего центробежная сила инерции отбрасывает воздух к краям камеры и в выходной патрубок. Входной патрубок подводит новые порции воздуха к центру. В быту чаще используются осевые вентиляторы с винтообразно расположенными лопастями.
Иногда жидкость, текущая по трубе или шлангу, не должна соприкасаться ни с какими деталями насоса. В этих случаях используют
46 6
Рис. 45. Бесконтактные насосы: а — перистальти-ковый; б — МГД-насос; е — индукционный.
_г
7L-
ГЭ
Рис 44. Насосы и компрессоры: а — поршневой; б — двухроторный; в — осевой компрессор; г — центробежный вентилятор.
бесконтактные насосы: перистальтиковый, МГД-насос (магнитогидро-динамический) и др. (рис. 45). Перистальтиковый насос пригоден для перекачки любых жидкостей, текущих по гибкому трубопроводу. Ролики пережимают трубку и проталкивают жидкость по ней. Насос используется главным образом в тех случаях, когда необходимо соблюдать стерильность.
Электромагнитные насосы применяются в тех случаях, когда жидкость или газ, движущиеся в жесткой трубе, служат проводниками тока. Если трубу с жидкостью поместить во внешнее электростатическое и магнитное поля, векторы напряженности и индукции которых взаимно перпендикулярны и перпендикулярны трубе, то сила Лоренца создает в трубе тягу (МГД-насос, обращенный МГД-гене-ратор, рис. 45, б). Если в петлевом или спиральном трубопроводе создается вращающееся магнитное поле (см. § 34), то оно будет увлекать за собой проводящую жидкость (рис. 45, в).
Вакуумные насосы также весьма разнообразны. Перечислим наи-
47 Рис. 46. Вакуумные иасосы: а — водоструйный (/ — труба с потоком воды и отверстием, 2 — засасывающий патрубок); б — ротационный (/ — корпус, 2 — цилиндрическая полость, 3 — слой масла, 4 — ротор, 5 — клапан); в — диффузионный (1 — нагреватель, 2 — масло, 3 — паропровод, 4 — грибок-отражатель, б — водяное охлаждение); г — адсорбционный (/ — пористая труба, 2 — поглотитель): д — геттерно-ионный (I — распылитель титана, 2 — слой титана — анод, S — катод); е — магнитный члектроразрядный (/ — слой титана — катод, 2 — распылитель титана, 3 — анод).
более часто используемые (рис. 46). Водоструйный насос представляет собой трубу 1, по которой с большой скоростью движется вода, например от водопроводного крана.' В трубе имеется боковое отверстие. Сосуд с патрубком 2 соединен с откачиваемым пространством. Около
отверстия в соответствии с уравнением Бернулли: pgh + — + р =
= const — давление р уменьшается, поэтому через него через патрубок 2 начинает засасываться воздух. Водоструйный (иногда — пароструйный) насос используется в технике и в лабораторной практике. Он создает небольшие разрежения.
Ротационный масляный насос широко используется в вакуумной технике. Он обладает большой производительностью и дает разрежение до Ю-1 Па (10_3 мм рт. ст.). В металлическом полом корпусе эксцентрично, касаясь одной из стенок корпуса, вращается ротор — металлический цилиндр с прорезью. В прорезь вставлены лопатки, разжимаемые пружиной. При вращении ротора лопатки, то утапливаясь, то выходя из прорези, все время скользят внешними краями по стенкам полости, увлекая таким образом воздух из входного патрубка в выходной. Все устройство залито маслом, которое, с одной стороны, обеспечивает смазку, с другой — уплотнение между деталями.
На три порядка большее разрежение может дать диффузионный насос (масляный или ртутный). Рассмотрим диффузионный масляный насос (паромасляный, рис. 46, в). Он представляет собой вертикальный цилиндр с входным и выходным патрубками, на дно которого налито масло. Нагреватель, расположенный под дном насоса, доводит масло до кипения. Пары масла поднимаются вверх по трубопроводу, но, наталкиваясь на отражатель в виде грибка, устремляются вбок и вниз к стенкам, охлаждаемым водой или потоком воздуха, где конденсируются. Масло стекает вниз. Молекулы газа, находящегося в верхней части насоса, диффундируют в струю пара между грибком и стенкой и увлекаются этой струей вниз, а после конденсации масла выбрасываются в выходной патрубок.
48 Здесь следует обратить внимание на то, что не все вакуумные насосы могут работать, начиная с атмосферного давления. Для части из них необходимо предварительное разрежение. Так, диффузионный насос можно включать (т. е. включать нагреватель) только после того, как создано предварительное разрежение до 1 Па (Ю-2 мм рт. ст.), в противном случае масло будет гореть, соединяясь с кислородом воздуха. Без предварительного разрежения из разбираемых здесь вакуумных насосов могут работать только водоструйный, ротационный и адсорбционный.
