I — камеры кратковременно соединены: остаточный газ из пространства 3 поступает по перепускному пути в камеру 1. Давление в пространстве 3 понижается, а в принимающей камере повышается. II — соединение разобщено перед обратным рабочим ходом. Газ остаётся в обеих камерах; перепуск перераспределяет его, а не уничтожает.
Панели показывают два момента одного узла, не две насосные ступени. Нижняя точечная стрелка означает последовательность состояний, а не газовую линию. Прямоугольник 4 и знаки перекрытия обозначают функцию золотника, не форму его окон или детали изготовления. Поршень оставлен в одном условном положении около конца хода; точные смещения, фазы распределения и объёмы не заданы. Внешние впускные и выпускные клапаны, привод и межступенчатые связи не изображены.
Отличительный узел
В этом варианте поршневого вакуумного насоса я выделяю не новый способ движения поршня, а особое обращение с остаточным газом. В конце нагнетания золотник кратковременно соединяет камеры по обе стороны поршня, а затем разобщает их. Газ из малого остаточного пространства перепускается в противоположную камеру. Это внутреннее газораспределение насоса, а не дросселирование внешней вакуумной линии.
Что происходит при перепуске
В книге под редакцией И. И. Воронцова рассмотрен момент, когда одна сторона завершает нагнетание, а другая — всасывание. В малом остаточном пространстве первой стороны давление выше. После соединения каналов газ поступает в противоположную камеру: давление в остаточном пространстве падает, а в принимающей камере возрастает относительно состояния без перепуска. Я подчёркиваю именно перераспределение: газ не исчезает и не поглощается, он переходит из одного рабочего объёма в другой.
При обратном ходе камеры уже разобщены. На стороне, где остаточный газ предварительно разредился, всасывание из внешней линии начинается раньше; другая сторона сжимает находящийся в ней газ. В конце хода перепуск повторяется в противоположном направлении. Так я связываю назначение узла с обычным поршневым циклом: меньшая часть следующего хода уходит на расширение газа, оставшегося после нагнетания.
Цена и границы улучшения
У такого перераспределения есть и другая сторона: принимающая камера получает дополнительную порцию газа, а её давление в конце всасывания оказывается выше, чем без перепуска. Это прямо отмечено в книге. Поэтому я не называю золотник устройством, которое просто устраняет все нежелательные перетоки: он сам организует определённый переток в определённый момент. Для результата важны остаточные объёмы, герметичность и согласование движений поршня и золотника; одно название узла ещё не задаёт предельного давления насоса.
Связь со ступенями
Перепуск через золотник и последовательное соединение насосных ступеней я рассматриваю отдельно. В книге показаны и одноступенчатая, и двухступенчатая машины с золотниковым распределением. Следовательно, наличие золотника само по себе не сообщает число ступеней. Две рабочие стороны поршня тоже ещё не означают два последовательных сжатия: для этого нужно знать внешний путь газа между рабочими камерами.
Связанные карточки
- Поршневой вакуумный насос: действие и ступени
- Поршневой регулятор вакуума с дросселированием газовой линии
- Маслоуплотняемый пластинчато-роторный вакуумный насос
Источники и материалы
Литература
«Ректификация в органической химической промышленности» / под ред. инж. И. И. Воронцова. Москва: ГОНТИ НКТП, Редакция химической литературы, 1938. Глава XIV, с. 245–246, рис. 132–134. Рис. 132 — внутреннее соединение каналов золотником; рис. 133 и 134 — одно- и двухступенчатые машины. Описание перепуска остаточного газа и согласования движений.