Очень часто в вакуумных установках применяются ротационные вакуум-насосы. Ротационные вакуум-насосы являются частью установки для вакуумировання, причем помимо первой ступени второй ступенью для достижения более глубокого вакуума может быть также ротационный вакуум-насос, хотя часто и насос другого типа (диффузионный или эжекторный). Чаще всего в этой комбинированной установке применяются в качестве ступени, нагнетающей в атмосферу (форвакуумный насос), масляные вакуум-насосы пластинчатые или с катящимся ротором (часто с газовым балластом).
Рис. 81. Вакуум-насос типа Рутса с форвакуумным масляным насосом:
1 – автоматический продувочный клапан; 2 – одно- или двухступенчатый масляный вакуум-насос;
3 и 9 – упругие сильфоны; 4 – электромагнитный клапан; 5 – реле давления, воздействующее на клапан 1; 6 – конденсатор; 7 – двухроторный вакуумнасос; 8 – перепускной вентиль; 10 – вентиль, соединяющий с атмосферой; 11 – реле давления;
12 – запорный вентиль; 13 – вакуумируемый аппарат
В качестве вакуум-насоса для получения глубокого вакуума в многоступенчатых установках может быть использован двухроторный или диффузионный вакуум-насос. На рис. 81 показана схема установки для получения глубокого вакуума.
Начинается вакуумирование только масляным вакуум-насосом 2. После снижения давления до 20 мм рт. ст. реле давления 11 включит вакуум-насос 7. Если установлен перепускной вентиль, то двухроторный вакуум-насос может быть пущен одновременно с насосом 2, так как перепускной вентиль не даст возможности увеличиться перепаду давления сверх допустимой величины. При отказе вакуум-насоса 2 электромагнитный клапан 4 перекрывает трубопровод. При всасывании газов или паров, отрицательно действующих на масло, хорошо зарекомендовали себя водокольцевые вакуум-насосы или эжекторы, комбинация которых образует вакуумирующую систему (рис. 83), применяя которую, можно при температуре воды 15°С достигнуть остаточного давления в вакуумируемом пространстве до 5 мм рт. ст. Более глубокий вакуум достигается подключением в систему одного или двух двухроторных вакуум-насосов, которые устанавливаются по потоку газа перед водокольцевым вакуум-насосом или перед комбинацией водокольцевого вакуум-насоса и эжектора.
Рис 83. Вакуум-насосы Рутса и форвакуумный водокольцевой насос:
1 – водокольцевой вакуум-насос;
2, 7, 14 – упругие сильфоны; 3 – электромагнитный клапан; 4. 11 – конденсаторы; 5, 12 – двухроторные вакуум-насосы;
5, 13 – перепускные клапаны; 8 – вентиль для соединения с атмосферой; 9 – реле давления;
10 – запорный вентиль; 15 – вакуумируемый сосуд
На рис. 83 показана схема трехступенчатой вакуумной установки. При работе с двумя ступенями (штриховые линии) подсоединение подобно описанному на схеме рис. 81 При работе с тремя ступенями (сплошные линии) должен быть всегда открыт перепускной клапан 13, поскольку вакуум-насосы 1 и 12 всегда пускаются одновременно и действуют как форвакуумные для вакуум-насоса 5. Если открыт перепускной клапан 6, могут быть пущены все три вакуум-насоса одновременно В противном случае необходимо ввести в действие реле давления 9, которое включит вакуум-насос 5 при падении давления за вакуум-насосом ниже 20 мм рт. ст. Если в вакуумируемых газах содержатся пары, то включаются конденсаторы 4 и 11.
Если двухроторным вакуум-насосом достигается перепад давления не более 30 мм рт. ст., то для отвода тепла достаточно иметь оребренный корпус При больших перепадах давлений роторы вакуум-насосов охлаждаются водой Если абсолютное давление всасывания будет ниже 1 мм рт. ст., то нагрев будет столь невелик, что можно повысить скорость вращения роторов вакуум-насоса в два раза, например, при приводе от электродвигателя с переменным числом полюсов Изменение скорости вращения проводится вручную или автоматически.
Рис. 85. Установка для получения глубокого вакуума с двумя масляными, с одним вакуум-насосом Рутса и с одним диффузионным вакуум-насосом
1 – диффузионный вакуум насос; 2 – вакуум-насос Рутса; 3 – масляный вакуум насос; 4 – ионная ловушка; 5 – глубоковакуумный вентиль; 6 – вентиль неглубокого вакуума; 7 – вакууметр; 8 –вакууметр неглубокого вакуума; 9 – вакуумметр глубокого вакуума
Поскольку двухроторный вакуум-насос обычно не имеет электродвигателя, рассчитанного на эксплуатацию при большом перепаде давления, первоначально воздух из системы откачивается форвакуумным масляным насосом и только после падения давления до абсолютного давления 10–20 мм рт. ст. включается вакуум-насос типа Рутса. Для ускорения вакуумирования параллельно первому масляному вакуум-насосу устанавливается второй такой же насос (рис 85).
Если из вакуумируемого пространства откачиваются также и пары, то при повышении давлений в вакуум-насосе Рутса во многих случая парциальное давление паров становится достаточно большим, что может привести к конденсации паров, и поэтому в форвакуумном масляном насосе необходимо работать с газовым балластом, а также следует установить конденсатор между двумя указанными вакуум-насосами (см. рис. 81 и 83).