Вакуумные насосы

При проведении работ по исследованиям в области физики и химии, медицины, а также при промышленном изготовлении различных продуктов часто требуется создание пониженного давления - вакуума. Для образования такого состояния газовой среды используют вакуумные насосы (ВН). Примером подобных агрегатов являются вакуумные насосы Value, с модельным рядом которых можно ознакомиться на сайте поставщика вакуумного оборудования vacuumpumpshop.com.

Принципы работы

Существует большое количество различных конструкций ВН. При этом используются два способа создания вакуума:

• Газоперемещающий.
• Сорбционный.

В первом случае газ удаляется при изменении объема с помощью насосов с возвратно-поступательным движением поршней, вращения эксцентрикового ротора (механические ВН) или путем вытеснения газа струей пара или жидкости (струйные ВН).

Во втором случае вакуум создается с помощью охлаждения газа до твердого состояния, его ионизации или превращения газа с помощью химической реакции в твердое вещество и последующем выводе полученных веществ из камеры.

В большинстве случаев в промышленности используются ВН первого типа. Устройства второго типа применяют в тех случаях, когда необходимо создать высокий вакуум. При этом часто используется форвакуумная схема, когда для предварительной откачки газа (до 97%) используется ВН механического типа. Затем подключается турбомолекулярный, криогенный или ионный насос высокого вакуума, с помощью которого достигается заданный уровень высокого вакуума.

Виды

К насосам механического типа относятся устройства:

• Жидкостно-кольцевые.
• Пластинчато-роторные.
• Пластинчато-статорные.
• Мембранные.

Водокольцевой ВН состоит из корпуса, сдвинутого относительно центра ротора с лопастями, всасывающего и нагнетающего окон. Внутрь корпуса заливается рабочая жидкость-вода. При вращении в середине устройства образуется рабочая камера, ограниченная водяным кольцом. При этом газ внутри кольца сжимается и выбрасывается в нагнетательное отверстие.

Достоинства:

• очищают откачиваемую смесь;
• экологически чисты;
• просты в эксплуатации;
• экономичны в потреблении энергии.

Принцип действия пластинчатых агрегатов состоит в том, что при вращении эксцентрично размещенного ротора внутри статора захватывается газ, который в дальнейшем сжимается в камере меньшего объема и выталкивается через клапан.

В устройстве первого типа внутреннее пространство делится на 2 зоны с помощью 2 пластин, а в устройстве второго типа применена 1 пластина, стоящая на статоре.

Достоинствами механических ВН являются:

• простота и надежность конструкции;
• возможность регулирования производительностью через изменение скорости ротора.

Недостатки:

• высокие требования к точности изготовления узлов;
• наличие вращающихся частей;
• необходимость чистоты перекачиваемой среды;
• сложность эксплуатации.

Особенностью мембранных насосов является наличие мембраны, которая изгибаясь под действием привода, откачивает газовую смесь через систему клапанов.

Достоинства:

• экономичность;
• высокая герметизация; отсутствие вращающихся частей.

К другому классу газоперемещающих ВН являются пароструйные насосы. Они включают изделия:

• Пароэжекторные.
• Диффузионные.

При работе пароструйного агрегата молекулы откачиваемого газа взаимодействуют с струей пара и выходят через запирающий канал в камеру разделения пара и газа. При этом газ выходит во внешнюю среду, а пар конденсируется на холодных поверхностях и поступает в виде жидкости в кипятильник. В зависимости от величины вакуума устройство может работать в пароэжекторном или диффузионном режимах.

Достоинства пароструйных ВН:

• высокая производительность;
• надежность;
• отсутствие движущихся деталей;
• применение дешевой рабочей среды –пара.