ТИПЫ ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ
Основной принцип работыПромышленный вакуумный насос
Основной принцип работы промышленного вакуумного насоса остается неизменным независимо от типа технологии.
Вакуумные насосы удаляют молекулы воздуха (и другие газы) из вакуумной камеры (или выходной стороны в случае более высокого вакуумного насоса, подключенного последовательно). По мере снижения давления в камере удаление дополнительных молекул становится все более трудным. Поэтому промышленная вакуумная система должна быть способна работать в части чрезвычайно большого диапазона давлений, обычно варьирующегося от 1 до 10-6Торр / 1,3-13,3 мБар давления. В исследовательских и научных приложениях это расширено до 10-9Торр или ниже. Для этого в стандартной вакуумной системе используются различные типы насосов, каждый из которых охватывает часть диапазона давления и работает в ряд в определенные моменты времени.
Диапазоны давленияПромышленная вакуумная система
Промышленные вакуумные системы можно отнести к следующим группам диапазонов давления:
Грубый/низкий вакуум: от 1000 до 1 мбар / от 760 до 0,75 торр
Средний/средний вакуум: от 1 до 10-3мбар / 0.75 до 7.5-3Торр
Высокий вакуум: 10-3 до 10-7мбар / 7,5-3до 7,5-7Торр
Сверхвысокий вакуум: 10-7до 10-11мбар / 7,5-7 до 7,5-11Торр
Экстремально высокий вакуум: < 10-11мбар / < 7,5-11Торр
Различные типы насосов для этих диапазонов вакуума можно разделить на первичные (форвакуумные) насосы, бустерные насосы и вторичные (высоковакуумные) насосы: для диапазонов высокого, очень высокого и сверхвысокого вакуумного давления.
Существует две основные категории вакуумных насосов: насосы для перекачки газа и насосы для улавливания или захвата.
Газоперекачивающие насосы
Перекачивающие насосы перекачивают молекулы газа либо путем обмена импульсом (кинетическое действие), либо путем положительного вытеснения. Из насоса выпускается столько же молекул газа, сколько и поступает в него, и при выталкивании давление газа немного выше атмосферного. Степень сжатия — это отношение давления на выходе (на выходе) к наименьшему полученному давлению (на входе).
Кинетические перекачивающие насосы
Кинетические насосы передачи используют высокоскоростные лопасти или введенный пар для направления газа к выходу, работая по принципу передачи импульса. Эти типы насосов могут достигать высоких степеней сжатия при низком давлении, но обычно не имеют герметичных объемов.
Положительное смещение
Насосы, которые работают путем механического захвата объема газа и перемещения его через насос, известны как насосы прямого вытеснения. Часто проектируются в несколько этапов на одном приводном валу, изолированный объем сжимается до меньшего объема при более высоком давлении, и, наконец, сжатый газ выталкивается либо в атмосферу, либо в следующий насос. Для обеспечения более высокого вакуума и скорости потока часто используются два перекачивающих насоса последовательно.
Как упоминалось ранее, вакуумные насосы с положительным вытеснением используются для создания низкого вакуума. Этот тип вакуумного насоса расширяет полость и позволяет газам вытекать из герметичной среды или камеры. После этого полость герметизируется и заставляет ее выпускать его в атмосферу. Принцип, лежащий в основе вакуумного насоса с положительным вытеснением, заключается в создании вакуума путем расширения объема контейнера. Например, в ручном водяном насосе механизм расширяет небольшую герметичную полость для создания глубокого вакуума. Из-за давления часть жидкости из камеры выталкивается в небольшую полость насоса. После этого полость насоса затем герметизируется от камеры, открывается в атмосферу, а затем сжимается обратно до крошечного размера. Другой пример вакуумных насосов с положительным вытеснением — это как мышца диафрагмы расширяет грудную полость, заставляя объем легких увеличиваться. Это расширение приводит к созданию частичного вакуума и снижению давления, которое затем заполняется воздухом, выталкиваемым атмосферным давлением. Примерами вакуумных насосов с положительным вытеснением являютсяжидкостно-кольцевые вакуумные насосыи воздуходувки Рутса, которые широко используются в различных отраслях промышленности для создания вакуума в ограниченном пространстве.
Насосы для улавливания
Насосы, которые захватывают молекулы газа на поверхностях в вакуумной системе, неудивительно известны как насосы захвата или улавливания. Эти насосы работают при более низких скоростях потока, чем вакуумные насосы, такие как насосы перекачки, однако они могут обеспечивать чрезвычайно высокий вакуум, вплоть до 10-12Торр. Насосы захвата работают с использованием криогенной конденсации, ионной реакции или химической реакции и не имеют движущихся частей, поэтому создают безмасляный вакуум.
Те насосы-ловушки, которые работают с использованием химических реакций, работают более эффективно, поскольку они обычно размещаются внутри контейнера, где требуется вакуум. Молекулы воздуха создают тонкую пленку, которая удаляется, поскольку работа насоса вызывает химическую реакцию на внутренних поверхностях насоса. Насосы-ловушки используются вместе с вакуумными насосами прямого вытеснения и вакуумными насосами с передачей импульса для создания сверхвысокого вакуума.
