Study of air distribution phases of the small-sized rotary vane vacuum pump

Abstract

For mobile equipment (for example, individual milking machines), there is a need to develop small-sized vacuum pumps (specific gravity not higher than 0.6 kg/(m3/h)) with the required high throughput capacity (not less than 20 m3/h) and low specific energy consumption (not above 0.5 kW h/m3) to create a stable vacuum pressure in the equipment system at the level of 50-60 kPa. Rotary vane vacuum pumps meet these requirements. A well-known simplified technique for determining the phases of air distribution and accordantly the location and geometrical dimensions of the intake and discharge port of rotary vane vacuum pumps is used only for the case of the radial arrangement of the grooves of the plates. Therefore, the article solves the scientific problem of determining the influence of the design and technological parameters of a small-sized rotary vane vacuum pump for mobile equipment (for example, individual milking machines) on the efficiency of its operation. The actual novelty is the improvement of the methodology for determining the parameters of the air distribution phases in small-sized rotary vane vacuum pumps with an inclined arrangement of the plates and testing it experimentally. According to the results of analytical research, numerical modeling, and experimental research the regularities of pressure change in the working chamber of the rotary vane vacuum pump with the inclined arrangement of plates depending on a rotor angle of rotation are received and their comparison is carried out. Для мобільного обладнання (наприклад, індивідуальних доїльних апаратів) виникає потреба в розробці малогабаритних вакуумних насосів (питома вага не вище 0,6 кг/(м3/год)) з необхідною високою пропускною здатністю (не менше 20 м3). /год) і низькі питомі витрати енергії (не вище 0,5 кВт•год/м3) для створення стабільного вакуумного тиску в системі обладнання на рівні 50-60 кПа. Цим вимогам відповідають пластинчасті вакуумні насоси. Відома спрощена методика визначення фаз розподілу повітря і відповідно розташування та геометричних розмірів впускного і нагнітального патрубків пластинчастих вакуумних насосів використовується тільки для радіального розташування канавок пластин. Тому в статті вирішується наукова задача визначення впливу конструктивно-технологічних параметрів малогабаритного пластинчастого вакуумного насоса для мобільного обладнання (наприклад, індивідуальних доїльних апаратів) на ефективність його роботи. Актуальною новинкою є удосконалення методики визначення параметрів фаз розподілу повітря в малогабаритних пластинчастих вакуумних насосах з похилим розташуванням пластин та її експериментальна перевірка. За результатами аналітичних досліджень, чисельного моделювання та експериментальних досліджень отримано закономірності зміни тиску в робочій камері пластинчастого вакуумного насоса з похилим розташуванням пластин залежно від кута повороту ротора та проведено їх порівняння.