Насосы вакуумные 

Описание вакуумных насосов

Вакуумные насосы работают в области давлений от 10⁵ до 10^-10 Па. При большом различии в принципах действия и конструкциях, обусловленном многообразием требований к откачному оборудованию, во всех вакуумных насосах для откачки газа используется один из двух способ:
а) Перемещение газа за счет приложения к нему механических сил
в некотором месте вакуумной системы, откуда газ выталкивается
б) Связывание газа путем сорбции, химических реакций или
конденсации обычно в замкнутой вакуумной системе.

Разновидности вакуумных насосов по типам

Вакуумные насосы подразделяются по определенным параметрам, по конструктивным особенностям, по принципу действия, а так же по применению масла (масляные и сухие вакуумные насосы). Вакуумные насосы разделяются на две основные группы:

Вакуумные насосы, которые транспортируют газ из окачиваемого объёма, которое поступает во всасывающие отверстие и перемещается в проточную часть насоса, затем выбрасывается через нагнетательное отверстие

Вакуумные насосы, которые захватывают газ, удерживают его внутри или на поверхности поглощающих элементов, когда поглощающая способность материала исчерпана.

По принципу действия вакуумные насосы, используемые для получения давлений меньше 10² Па, разделяют на следующие группы. Вакуумные насосы объёмного действия, в которых перемещение газа осуществляется путём периодического изменения объёма рабочей камеры. Эжекторные вакуумные насосы, в которых происходит турбулентно-вязкостное увлечение газа струей рабочей жидкости или пара. Молекулярные вакуумные насосы, в которых осуществляют откачку путём сообщения молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости в определенном направлении. Вакуумные насосы этой группы могут быть струйными, действие которых основано на сообщении молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости непрерывно истекающей струей пара, и механические молекулярными, в которых эта скорость сообщается движущимися поверхностями твердого тела. Сорбционные вакуумные насосы, которые осуществляют откачку газов их сорбцией на поверхности или в объёме твёрдых тел. В эту группу входят и адсорбционные вакуумные насосы, в которых откачка происходит вследствие обратимой физической адсорбции газа при низкой температуре. Криогенные вакуумные насосы, которые осуществляют откачку путём конденсации откачиваемых газов и паров на поверхностях, охлаждаемых до сверхнизких (криогенных) температур. Разновидностями криогенных вакуумных насосов являются конденсационные и криосорбционные вакуумные насосы.

Основные параметры и характеристики вакуумных насосов Основными параметрами вакуумных насосов являются:

Наибольшее давление запуска

Наибольшее выпускное давление

Наибольшее рабочее давление

Предельное остаточное давление

Быстрота действия и производимость

Наибольшим давлением запуска называется наибольшее давление во входном сечении вакуумного насоса, при котором насос может начать работу. Не все вакуумные насосы способны начать работу с атмосферного давления; для некоторых необходимо предварительное разрешение - "форвакуум"
Наибольшим выпускным давлением называется давление в выходном сечении вакуумного насоса, при котором насос ещё может осуществлять откачку. Все вакуумные насосы, у которых наибольшее выпускное давление ниже атмосферного, должны иметь на выходе так называемый форвакуумный, создающий необходимый форвакуумный насос.
Наибольшим рабочим давлением называется наибольшее давление во входном сечении вакуумного насоса, при котором насос длительное время сохраняет номинальную быстроту действия.
Предельным остаточным давлением называется наименьшее давление, которое может быть достигнуто при работе насоса без нагрузки, т.е. когда во входное сечение вакуумного насоса не поступают извне газы или пары. У большинства насосов при достижении предельного остаточного давления, кроме остаточных газов, во входном сечении имеются и пары, в связи с чем различают полное остаточное давление, т.е. сумму парциальных давлений остаточных газов и паров, и давление остаточных газов.

У вакуумных насосов, в которых применяют рабочие жидкости (насосы с масляным уплотнением, струйные), полное остаточное давление определяется составом и состоянием рабочей жидкости и обычно на порядок выше давления остаточных газов, которое зависит обычно от конструкции и качества изготовления насоса. У вакуумных насосов без рабочей жидкости (сорбционные, криогенные) остаточное давление паров, как правило, пренебрежимо мало по сравнению с давлением остаточных газов.

Быстротой действия вакуумного насоса называется быстрота откачки, получаемая во входном сечении насоса при данном давлении, т.е. объём газа, проходящий через впускное сечение вакуумного насоса в единицу времени при определенном давлении. Качество вакуумного насоса тем лучше, чем шире диапазон давлений, в пределах которого быстрота действия насоса мало изменяется.
Производительностью вакуумного насоса называется поток газа во входном сечении вакуумного насоса при данном давлении, т.е. количество газа, уделяемое в единицу времени при этом давлении. Производительность вакуумного насоса, так же как и быстрота действия, зависит от давления и при достижении предельного остаточного давления близка к нулю.

Диапазон рабочих давлений вакуумных насосов

Вакуумные насосы часто разделяются по областям действия, т.е. по диапазонам давлений, в которых они используются.
Низковакуумные насосы работают в области давлений от 1,03х10⁵Па (атмосферное давление) до 10²Па. К этим вакуумным насосам относятся некоторые насосы объёмного действия, эжекторные, адсорбционные, криогенные насосы.
Средневакуумные насосы работают в области давлений 10²- 10^-1Па. К ним также относятся некоторые насосы объёмного действия, эжекторные, пароструйные, бустерные, адсорбционные.
Для быстрого удаления конденсирующихся паров в области среднего и высокого вакуума в циклично работающих вакуумных установках применяют так называемые азотные вакуумные ловушки .т.е. устройства, имеющие развитые металлические поверхности, охлаждаемые до температуры жидкого азота.
Высоковакуумные насосы работают в области давлений 10^-1- 10^-5Па,сверхвысоковакуумные- в области давлений ниже 10^-5Па. К ним относятся диффузионные парортутные, турбомолекулярные, сорбционные (испарительные геттерные, электродуговые геттерные, ионно-геттерные, магнитные электроразрядные) и криогенные насосы.

Область применения вакуумные насосы

Вакуумные насосы широко востребованы в различных отраслях промышленности, технологических процессах и сферах деятельности. Вакуумные насосы активно применяются в медицине, производстве бумаге, энергетике, металлургии, пищевой, химической, нефтяной, фармацевтической и аэрокосмической промышленности, а так же в процессах вакуумной плавки, сварки, сушки, формовки и упаковки.