Как работает вакуумный насос?

Вакуум - это пространство, лишенное материи, где газообразное давление внутри этого объема находится ниже атмосферного давления. Основная функция вакуумного насоса состоит в том, чтобы изменить давление в содержащемся пространстве для создания полного или частичного вакуума либо механически, либо химически. Давление всегда будет пытаться выравнивать через подключенные области, так как молекулы газа текут от высокого до низкого уровня, чтобы заполнить всю площадь этого объема. Следовательно, если введено новое пространство низкого давления, газ естественным образом течет от площади высокого давления к новой площади низкого давления, пока они не окажутся равным давлением. Обратите внимание, что этот вакуумный процесс создается не путем [сосания »газов, а толкание молекул. Вакуумные насосы по существу перемещают молекулы газа из одной области на следующий, чтобы создать вакуум путем изменения высокого и состояний низкого давления.
Основы вакуумного насоса
Поскольку молекулы удаляются из вакуумного пространства, становится экспоненциально сложнее удалять дополнительные, увеличивая необходимую мощность вакуума. Диапазоны давления помещены в несколько групп:
Грубый / низкий вакуум: от 1000 до 1 мбар / 760 до 0,75 Торр
Тонкий / средний вакуум: от 1 до 10-3 мбар / от 0,75 до 7,5-3 Торр
Высокий вакуум: от 10-3 до 10-7 мбар / 7,5-3 до 7,5-7 Торр
Ультра-высокий вакуум: от 10-7 до 10-11 мбар / 7,5-7 до 7,5-11 Торр
Экстремальный высокий вакуум: <10-11 мбар / <7,5-11 Торр
Вакуумные насосы классифицируются по диапазону давлений, который они могут достичь, чтобы помочь различить их возможности. Эти классификации:
Первичные (подкладки) насосы, которые обрабатывают грубые и низкие вакуумные диапазоны давления.
Бустерные насосы обрабатывают низкие и средние диапазоны давления.
Вторичные (высокие вакуумные) насосы обрабатывают высокие, очень высокие и сверхвысокие вакуумные диапазоны.

В зависимости от требований к давлению и применения в эксплуатации, технологии вакуумных насосов считаются либо влажными, либо сухими. Влажные насосы используют масло или воду для смазки и герметизации, в то время как сухие насосы не имеют жидкости в пространстве между вращающимися механизмами или статическими частями, которые используются для изоляции и сжатия молекул газа. Без смазки сухие насосы имеют очень плотную толерантную работу эффективно без износа. Давайте посмотрим на некоторые методы, используемые в вакуумном насосе.

Захват насосы
Каменные насосы, также называемые насосами захвата, не имеют движущихся частей и используются для применений, которые требуют чрезвычайно высоких вакуумных давлений. Без движущихся частей захват насосы могут создавать вакуумную среду, используя два разных метода.
Crypumpump (сухой, вторичный): давление 7,5 x 10-10 Торр, скорость перекачки 1200-4200 i/s
Одним из методов, используемых насосами захвата, является ловушка молекул газа посредством криогеники для улавливания молекул газа. CryoPumps используют криогенные технологии, чтобы заморозить или улавливать газ на очень холодную поверхность. Используя чрезвычайно холодные температуры, они эффективно рисуют молекулы внутрь, чтобы создать вакуум.
Ионные насосы разбрызгивания (сухой, вторичный): давление 7,5 x 10-12 Торр, скорость перекачки 1000 i/s
Ионные насосы Sputter используют высоко магнитные поля и ионизация газовых молекул, чтобы сделать их электрически проводящими в качестве метода захвата. Магнитное поле создает облако электропозитивных ионов, которые осаждаются на титановый катод. В этом процессе химически активные материалы в сочетании с молекулами газа, чтобы нарисовать их и создать вакуум.

Переносить насосы
Передаточные насосы могут работать с использованием двух типов методов; Кинетическая энергия или положительное смещение. В отличие от каменных насосов, переносные насосы выталкивают молекулы газа из пространства через систему. Что общего, так это то, что все они используют метод механического нажатия газа и воздуха через систему с разными системами системы. Распространено, что несколько переносных насосов используются вместе параллельно, чтобы обеспечить более высокую вакуум и расход. Также распространено использование нескольких переносных насосов в системе, чтобы обеспечить избыточность в случае сбоя насоса.
Кинетические насосы
Кинетические насосы используют принцип импульса через колеса (лопасти) или вводя пар, чтобы подтолкнуть газ в сторону розетки.
Турбомолекулярный насос (сухой, вторичный): давление 7,5 x 10-11 Торр, скорость накачки 10-50 000 i/с.
Все кинетические насосы являются вторичными насосами, поскольку они используются для применений высокого давления. Одним из сухого метода является турбомолекулярный насос, который использует высокоскоростные вращающиеся лезвия внутри камеры, которые продвигают молекулы газа. Передача импульса из вращающихся лезвий в газовые молекулы, увеличивая их скорость движения к выходу. Эти насосы обеспечивают низкое давление и имеют низкие скорости переноса.
Диффузионный насос пара (влажный, вторичный): давление 7,5 x 10-11 Торр, скорость накачки 10-50 000 i/с.
Диффузионный насос пара использует высокоскоростной масляный пара, который использует кинетическую энергию для перетаскивания молекул газа с входа на выход. Там нет движущихся частей, и на входе существует уменьшенное давление.
Положительные насосы смещения
Другая форма типа переноса - положительное смещение. Основным принципом положительного смещения насоса является расширение исходного объема в камеру, которую они перемещают небольшие изолированные объемы газа на разных этапах, сжав до меньшего объема и при более высоком давлении, выброшенном снаружи. Эти насосы работают с более низкими диапазонами давления и классифицируются под первичными или бустерными насосами и включают влажные или сухие технологии. Вот различные типы первичных вакуумных насосов с положительным смещением:
Насос роторного лопатки на масле (мокрый, первичный): давление 1 x 10-3 мбар, скорость накачки 0,7-275 м3/ч (0,4-162 фута/мин)
Насосы с герметичным маслом вращаются на насосах, сжимающих газы эксцентрично установленным ротором, который поворачивает набор лопастей. Из -за центробежной силы эти лопасти выдвигаются и образуют камеры между собой и жильем. Насосная среда застряла в этих камерах. Во время дальнейшего вращения их объем постоянно уменьшается. Таким образом, насосная среда сжимается и транспортируется в розетку. Вакуумные насосы ротарина доступны в одно- и двухэтапных версиях.

Жидкий кольцевой насос (влажный, первичный): давление 30 мбар, скорость накачки 25 - 30 000 м3/ч (15 - 17 700 футов/мин)
Жидкие кольцевые насосы имеют рабочее колесо с центром с лопастями, склонными к вращению, которые образуют движущееся цилиндрическое кольцо жидкости вокруг корпуса от центробежного ускорения. Лопаны создают пространства в форме полумесяца разных размеров, когда они вращаются и герметизируются жидким кольцом. Рядом с всасыванием или входом объем становится больше, что приводит к тому, что давление в каждом из них падает и затягивает газ. Когда он вращается, объемы между каждым лопатом уменьшаются из -за эксцентрического рабочего колеса и образования жидкого кольца. Это сжимает газ при сбросе, создавая непрерывный поток.

Насос диафрагмы (сухой, первичный): давление 5 x 10-8 мбар, скорость накачки 0,6-10 м3/ч (0,35-5,9 фута/мин)
Диафрагмерные насосы - это сухой метод, положительный вакуумный насосы с положительным смещением. Диафрагма сидит на стержне, соединенном через коленчатый вал, который перемещает диафрагму вертикально, когда он вращается. Когда диафрагма находится в низком положении, объем в камере увеличивается, снижая давление и потягивая молекулы воздуха в. Когда диафрагма движется вверх, объем уменьшается, а молекулы газа сжимаются при течении к выходу. Как входные, так и выходные клапаны нагружены пружиной, чтобы реагировать на изменения давления.
Насос прокрутки (сухой, первичный): давление 1 x 10-2 мбар, скорость накачки 5,0-46 м3/ч (3,0-27 фут3/мин)
Насосы прокрутки используют две не подвигающие свитки в спиральной конструкции, где внутренняя орбита и ловит газ во внешнем объеме. Когда он вращается, объем газа становится все меньше и меньше, сжимая его до тех пор, пока он не достигнет минимального объема и максимального давления, допускающегося и исключено на выходе, расположенном в центре спирали.
Насосы в стиле корней (сухой, бустер): давление <10-3 Торр, скорость перекачки 100 000 м3/ч (58 860 футов3/мин)
Корневые насосы толкают газ в одном направлении через две доли, которые сочетаются, не касаясь, когда счетчик вращается. Этот вращающийся счетчик создает максимальную скорость потока, поскольку объем увеличивается на входе при одновременном уменьшении на выходе, сжимая давление. Эти насосы предназначены для применений, где требуется удаление больших объемов газа.
Когтяные насосы (сухой, бустер): давление 1 x 10-3 мбар, скорость накачки 100-800 м3/ч (59-472 фут3/мин)
Когтяные насосы имеют два вращающихся когти, которые вращаются. Они чрезвычайно эффективны, надежны и низко обслуживают, и часто используются в суровых промышленных средах. Когти находятся в пределах 2/1000 `` друг от друга, но на самом деле никогда не касаются. Этот минимальный зазор между когтями и корпусом камеры оптимизирует внутреннее уплотнение, устраняя износ и необходимость в смазках или маслах.

Винтовые насосы (сухой, бустер): давление 1 x 10-2 Торр, скорость накачки 750 м3/ч (440 фут3/мин)
В винтовых насосах используются два вращающихся винта, горизонтально расположенные вдоль внутренней части камеры, один левша и один правша, которые также сочетаются без контакта. Молекулы газа, введенные на одном конце, захватываются между двумя винтами, и, поскольку они поворачиваются в противоположных направлениях, газ выталкивается в пространство с уменьшением объема, сжимая его по мере достижения выхода и создавая пониженное давление на входе.

Заключение
Как вы можете видеть, определение того, какой вакуумный насос вам может понадобиться для процесса удаления газа, может варьироваться в зависимости от многих факторов. К ним относятся давления накачки и диапазоны скорости, скорость потока, применение газа, размер объема, продолжительность жизни и местоположение вашей системы. Это может быть сложной задачей, которая может потребовать много времени и дорогостоящего, если не выбрано правильно. Процесс Anderson может сделать этот процесс отбора простым благодаря экспертным знаниям, огромным количеством инвентаризации насосов и оборудования, а также полного инженерного и изготовления средств, если ваша система требует специально изготовленного решения.
Anderson Process является уполномоченным поставщиком уникального ассортимента продуктов, которые могут удовлетворить спрос на различные приложения в каждой отрасли. Эти типы насосов представляют собой вращающийся лод, ротационная доля, жидкое кольцо, прокрутка, сухой винт и насосы когтя с полным выбором диапазонов давления и скорости насоса для обработки скоростей потока, требуемого вакуумным применением.
Метки: бустер насос, захват, насосы, когтя, газовые насосы, кинетические насосы, жидкое кольцевое насос, насосы с положительным смещением, первичный насос, насос ротационного лопата, вторичный насос, переносные насосы, вакуумный насос.