Масло в маслозаполненном пластинчато-роторном насосе — это не только смазка. Оно образует масляную плёнку между пластинами и полостью насоса, перекрывая каналы утечки из полости сжатия; это условие того, что маслозаполненный насос может достигать уровня 0.1 mbar. Одновременно оно отводит тепло сжатия, захватывает продукты износа и пыль и осаждает их на дне масляного бака. Поэтому при неверном выборе масла на объекте наблюдают не «чуть более быстрый износ», а неспособность выйти на нужный вакуум, удлинение времени откачки и удвоение числа замен масла. Ниже отдельно разбираем «как выбрать» и «можно ли смешивать».
1. Сначала выберите группу масла по вакууму, затем класс вязкости по условиям эксплуатации
ISO 6743 относит масла для объёмных насосов с масляной смазкой и сжатием к группе D; по рабочему вакууму их делят на три диапазона — низкий, средний и высокий вакуум, а каждый диапазон — ещё на две категории в зависимости от наличия коррозионно-активных газов (DVA/DVB, DVC/DVD, DVE/DVF). Немецкий DIN 51506 — это другая классификация, по присадкам и нагрузке: VB и VC — минеральные масла без присадок, VBL и VCL — с антиокислительными присадками, VDL — для высоких давлений и тяжёлых нагрузок. Общее у них одно: чем выше вакуум и тяжелее нагрузка, тем выше требования к антиокислительной стойкости масла и низкому давлению паров.
Наши одноступенчатые маслозаполненные пластинчато-роторные насосы V0025A–V0100 (страница продукта V0025A–V0100) имеют предельный вакуум при закрытом газобалластном клапане 0.1 mbar, у V0025A — 0.5 mbar; это находится на границе низкого и среднего вакуума, поэтому достаточно выбрать минеральное масло для вакуумных насосов с антиокислительными присадками, а переходить на масло для высоковакуумных диффузионных насосов не нужно — у последнего низкая вязкость и низкое давление паров, но в таком насосе масляная плёнка оказывается слишком тонкой.
На класс вязкости влияют четыре фактора: частота вращения, температура масла, зазоры в сопряжениях и температура на входе. При высокой частоте вращения выбирают на один класс ниже; при 50Hz у большинства моделей 2900 r/min, у V300B — 1500 r/min; в одинаковых условиях для крупного насоса можно выбрать на один класс выше; если температура масла постоянно повышена (жаркий цех, непрерывная работа, слабый поток охлаждающего воздуха), выбирают на один класс выше; при частых холодных пусках зимой и малых зазорах в полости насоса более высокая вязкость приводит к медленному забору масла и большему пусковому току.
При поставке в регионы с 60Hz нужно отдельно уточнять: в спецификации указано, что часть моделей не подходит для регионов с 60Hz; после повышения частоты вращения меняются температура масла и требования к маслу, поэтому перед заказом необходимо уточнить у завода соответствующую конфигурацию.
2. Пример расчёта: как состояние масла превращается во время откачки
На участке грубой откачки время откачки оценивают по формуле:
t = (V / S) × ln(P0 / P1)
V — объём камеры (m³), S — эффективная скорость откачки (m³/h), для перевода t в секунды нужно умножить на 3600.
Возьмём V0100 с номинальной скоростью откачки 100 m³/h, откачивающий камеру объёмом 2 m³ с 1000 mbar до 10 mbar. Сначала рассчитаем эффективную скорость откачки: вычтем потери в трубопроводах, клапанах и фильтрах и примем 70% от номинального значения, S = 70 m³/h; в секундах это 70 ÷ 3600 = 0.0194 m³/s.
t = (2 ÷ 70) × 3600 × ln(1000 ÷ 10) = 102.9 s × 4.605 = 474 s ≈ 7 мин 54 с
Теперь рассмотрим ситуацию с ухудшением масла: вязкость выбрана слишком высокой, поэтому в холодном состоянии масла забирается недостаточно; либо масло уже эмульгировало и способность масляной плёнки к уплотнению снизилась — эффективная скорость откачки падает до 50 m³/h.
t = (2 ÷ 50) × 3600 × 4.605 = 144 s × 4.605 = 663 s ≈ 11 мин 3 с
У одного и того же насоса и одной и той же камеры время откачки меняется с 7 мин 54 с до 11 мин 3 с, то есть на 40%. На непрерывной производственной линии этот расчёт означает разницу