Рабочие жидкости вакуумных насосов

За последние годы были разработаны различные виды вакуумных насосов как агрегатов для откачки и введены в эксплуатацию в разных сферах народного хозяйства. На их характеристики неизбежно влияют используемые рабочие жидкости. Главными поставщиками вакуумных масел являются Япония, Франция, Германия, США, Великобритания. Они - ведущие конкуренты на рынке.
Вакуумные масла — это синтетический продукт с низким давлением пара и в жидкообразном состоянии. Их назначение зависит от вида масла, а применяются чаще в качестве смазочного материала, уплотняющей или рабочей жидкости для паромасляных/механических насосов.
Вязкость масел — то самое качество, которое повышает герметичность рабочих камер вакуумного насоса. При этом от вязкости зависит коэффициент испаряемости масла в механизме агрегата в рабочем состоянии. В целом, чем выше качество применяемой жидкости, тем о наибольшей эффективности вакуумной установки при эксплуатации можно говорить.

Характеристики вакуумных масел на примере ВМ-1С, ВМ-3, ВМ-4, ВМ-5С, ВМ-6

Различают минеральные и синтетические масла. Они могут предназначаться для бустерных, диффузионных, турбомолекулярных, пароструйных, механических насосных установок при наличии у них масляного уплотнителя. Технические данные, указывающие на качество вакуумных жидкостей и их приспособленность к использованию, предъявляются следующие:

1. выдержка высоких температур (нагрева);
2. отсутствие токсичности и видоизменяемости химического состава при использовании масел;
3. малое давление насыщенного пара;
4. незначительная приспособленность к растворению паров и газов при откачке;
5. пожаробезопасность;
6. неспособность вступать во взаимодействие с другими материалами насоса;
7. доступная цена.

Перечисленные требования определены свойствами вакуумной жидкости, ее степенью вязкости, давлением парами, температурами вспышки, возгорания и застывания. Причем к жидкостям могут предъявляться другие требования, необходимые для бесперебойного функционирования насосной механической установки или турбомолекулярного/пароструйного типа.
Важным параметром вакуумного рабочего масла является давление насыщенного пара, а именно, давление смеси фракций ввиду сложного химического состава жидкости, от чего и будет зависеть степень ее загрязнения. Известны стандартные методы для измерения давления пара в установках. Однако, легколетучие фракции не должны присутствовать в маслянистых рабочих жидкостях, ведь от их наличия зависит температура вспышки.

В состав всех масел входят растворенные газы. Степень их растворимости для воздуха определяется законом Генри. Так, в эфирах фосфорной кислоты растворимость газов не превышает 4%, в углеводородных жидкостях — 10%, а в кремнийорганических маслах - порядка 20%.
Многие растворенные газы в маслах усиливают предельное остаточное давление вакуумной установки, увеличивают время ввода насосного оборудования в рабочее состояние или же могут вспенивать жидкости в нем.

Химические составляющие рабочих масел

Метод вакуумной дистилляции считается самым оптимальным для получения минеральных жидкостей из продуктов нефтепереработки. На выходе образуются смеси углеводородов с неоднородной структурой с содержанием ароматизированных фенолов, нафталинов, парафинов. Они могут иметь разную молекулярную массу и температуру кипения. Так, ароматические фенолы имеют малую вязкость, легко поддаются окислению и расщеплению. Парафины - текучие при нормальной температуре, стабильно показывают себя при высоких температурах и не меняют вязкость. Нафталины — нечто среднее между фенолами и парафинами.
Рабочие жидкости минерального происхождения — более дешевые. На их свойства напрямую влияет углеводородный состав. Синтетические масла стоят дороже. Однако, их характеристики — точно воспроизводимые, химический состав — определенный, а вязкость — максимально высокая.
В вакуумных насосах могут применяться полифениловые/кремнийорганические масла, перфторполнэфиры.