Для чего нужен вакуумный насос: Для чего нужен вакуумный насос?

Содержание

Виды вакуумных насосов и их принцип работы

В различных сферах человеческой деятельности требуется создание вакуума. Этот термин характеризует состояние газовой фазы, давление которой ниже атмосферного. Он измеряется в миллиметрах ртутного столба или паскалях. Разрежение газов происходит при принудительном удалении вещества из устройств, имеющих ограниченный объем. Техническое приспособление, предназначенное для этих целей, называется вакуумным насосом. Он может использоваться самостоятельно или входить в более сложные системы.

Область применения вакуумных насосов

Вакуум широко применяется в различных технических устройствах. Он позволяет снизить температуру кипения для воды или химических жидкостей, произвести удаление газов из материалов, требующих повышенной однородности состава, создать стерильные условия обработки и хранения. При небольших габаритах и экономичном расходе энергии современные вакуумные насосы позволяют быстро достигать глубокой степени разрежения.

Они применяются в самых разных процессах и сферах деятельности:

  • в нефтеперерабатывающей и химической промышленности для поддержания необходимых условий протекания реакций и разделения получаемых смесей;
  • при дегазации металлов и иных материалов для создания деталей с однородной структурой и отсутствием пор;
  • в фармацевтике и текстильной промышленности для быстрой осушки изделий без повышения температуры;
  • в пищевой промышленности при расфасовке молока, соков, мясных и рыбных продуктов;
  • в процессе вакуумирования холодильного и иного оборудования с повышенными требованиями к отсутствию влаги;
  • для нормального функционирования автоматических конвейерных линий, использующих в качестве захватов вакуумные присоски;
  • при оборудовании производственных и научно-исследовательских лабораторий;
  • в медицине при эксплуатации дыхательных аппаратов и стоматологических кабинетов;
  • в полиграфии для фиксации термопленок.

Принцип работы вакуумных насосов

Вакуум создается при механическом удалении вещества из замкнутого пространства. Технически это реализуется различными способами. Принцип работы вакуумного насоса струйного типа основан на уносе молекул газа потоком воды или пара, вылетающим с высокой скоростью из сопла эжектора. Его схема предусматривает подключение бокового патрубка, в котором создается разрежение.

Преимуществом такой конструкции является отсутствие движущихся деталей, а недостатком – перемешивание веществ и низкий КПД.

В технике наибольшее распространение получили механические агрегаты. Работа вакуумного насоса с вращающейся или движущейся возвратно-поступательно основной деталью заключается в периодическом создании внутри корпуса расширяющегося пространства, заполнении его газом из приемного патрубка с последующим выталкиванием через выходное отверстие. Конструктивное устройство вакуумного насоса при этом может быть самым разнообразным.

Основные разновидности вакуумных насосов

При изготовлении устройств для создания вакуума используются металлические и пластмассовые материалы, устойчивые к химическому воздействию перекачиваемой среды и обладающие достаточной механической прочностью. Большое внимание уделяется точности подгонки узлов и герметичности контакта поверхностей, исключающей обратный проскок газов. Здесь приводится перечень основных видов вакуумных насосов, различающихся между собой конструкцией и принципом действия.

Водокольцевые

Водокольцевой вакуумный насос является одним из вариантов жидкостно-кольцевых агрегатов, используя для создания разрежения циркуляцию чистой воды. Он имеет вид цилиндра с оснащенным лопатками ротором, вращающимся на смещенном от центра валу. Перед началом работы его заполняют жидкостью.

При пуске двигателя крыльчатка разгоняет воду по внутренним стенкам корпуса. Между ней и ротором образуется серповидная область вакуума. В нее устремляется газ из приемного патрубка насоса. Движущиеся лопатки перемещают его вдоль вала и выбрасывают через выходное отверстие. Агрегаты этого типа часто применяются еще и для частичной очистки газа за счет его интенсивного контакта с водой.

Использование жидкости в качестве рабочего органа дает множество преимуществ.

  1. Вода, вращающаяся в пространстве между ротором и корпусом насоса, исключает вероятность обратного проскока газов, заменяя собой уплотнения и снижая требования к точности изготовления деталей.
  2. Все вращающиеся части насоса постоянно омываются жидкостью, что уменьшает трение и улучшает теплосъем.
  3. Такие устройства редко требуют ремонта, имеют длительный срок службы и потребляют минимум электроэнергии.
  4. Работа с газами, содержащими капли воды и мелкие механические примеси, не оказывает негативного влияния на техническое состояние оборудования.

Последнее обстоятельство важно при использовании таких насосов для откачки воздуха из емкостей, содержащих влагу. Их применяют для кондиционеров и иных холодильных установок при вакуумировании системы перед заполнением их фреоном.

Пластинчато-роторные

Такие насосы имеют цилиндрический корпус с тщательно отшлифованной внутренней поверхностью и расположенный внутри него ротор. Их оси не совпадают, поэтому боковой зазор имеет разную величину. В состав ротора входят специальные подвижные пластины, которые прижимаются пружинами к корпусу и делят свободное пространство на сектора переменного объема. При включении двигателя газы приходят в движение так, что в приемном патрубке всегда создается разрежение, а в напорном – избыточное давление.

Для уменьшения трения пластины изготавливаются из антифрикционных материалов или применяются специальные маловязкие масла. Насосы этого типа способны создавать достаточно сильный вакуум, но они чувствительны к чистоте перекачиваемой жидкости или газа, требуют регулярной чистки и загрязняют продукт следами смазки.

Мембранно-поршневые

Рабочим органом насосов данного принципа действия служит гибкая мембрана, связанная с рычажным механизмом. Она изготавливается из современных композитных материалов, устойчивых к механическим нагрузкам. Ее края прочно крепятся в корпусе, а центральная часть под действием электрического или пневматического привода изгибается, попеременно уменьшая и увеличивая пространство внутренней камеры.

Изменение объема сопровождается всасыванием и выталкиванием поступающих газов или жидкостей. При совместной работе в противофазе двух мембран обеспечивается непрерывный режим перекачки. Система клапанов регулирует правильное распределение и направление потоков. Механизм не имеет вращающихся или трущихся деталей, контактирующих с перекачиваемым продуктом.

К преимуществам таких насосов следует отнести:

  • отсутствие загрязнения продукта смазкой или механическими загрязнениями;
  • полную герметичность, исключающую утечки;
  • высокую экономичность;
  • легкость регулирования расхода;
  • длительную эксплуатацию в сухом режиме, которая не вредит конструкции;
  • возможность использовать пневматический привод для работы во взрывоопасной среде.

Винтовые

Принцип работы винтовых насосов основан на вытеснении жидкости или газа вдоль вращающегося винта. Они состоят из привода, одного или двух роторов винтообразной конфигурации и статора соответствующей формы.

Высокая точность изготовления деталей не позволяет перекачиваемой среде проскакивать назад. В результате на выходе насоса образуется избыточное давление, а на приеме – вакуум.

Подобное оборудование из-за высоких требований к качеству изготовления стоит недешево. Его нельзя долго держать на «сухом» режиме.

Основные достоинства таких насосов:

  • равномерность расхода;
  • низкий уровень шума;
  • способность перекачки жидкости с механическими включениями.

Вихревые

Вихревые вакуумные насосы своей конструкцией напоминают центробежное оборудование. Они также имеют рабочее колесо с лопастями, вращающееся на центральном валу. Принципиальное отличие заключается в расположении приемного патрубка на внешней окружности корпуса, а не в районе центральной оси.

Минимальный зазор между крыльчаткой и корпусом обеспечивает устойчивое движение перекачиваемой жидкости в необходимом направлении. Агрегаты этого типа способны создавать достаточно высокое давление нагнетания и обладают самовсасывающим эффектом. Эти насосы просты в эксплуатации, легко ремонтируются и отлично зарекомендовали себя при перекачке газожидкостных смесей, но у них низкий КПД. Они чувствительны к попаданию механических примесей, способных привести к быстрому износу крыльчатки.

Самостоятельное изготовление вакуумного насоса

Если вы не готовы нести затраты на приобретение заводского оборудования, попробуйте сделать вакуумный насос своими руками. Для откачки воздуха из емкости небольшого объема может сгодиться медицинский шприц или слегка модернизированный ручной велосипедный насос.

Совет! При частом использовании и вакуумировании крупных сосудов удобней воспользоваться устройствами с электрическим приводом.

Рассмотрим вариант изготовления вакуумной установки из компрессора старого холодильника. Он уже предназначен для перекачки газа и при минимальном ремонте сможет создавать разрежение. Ваши действия будут предельно просты:

  • на некотором расстоянии от компрессора обрезать ножовкой по металлу две медные трубки, подходящие к нему;
  • демонтировать компрессор вместе со схемой электропитания или заменить ее вместе с пусковым реле на новую по аналогии со старой;
  • на медный патрубок, который шел от конденсатора, надеть дюритовый шланг подходящего диаметра и соединить его другим концом с вакуумируемой емкостью;
  • для герметичности соединения можно использовать штатный хомут или воспользоваться скруткой из стальной проволоки;
  • выполнить подключение вакуумного насоса к электрической сети и после пуска по выходу воздуха из второго медного патрубка убедиться в его правильной работе.

Важно! Компрессор холодильника не предназначен для эксплуатации во влажной среде, поэтому надо следить, чтобы на него не попадала вода.

Принцип работы вакуумных насосов различных типов, их особенности

Основной принцип вакуумного насоса любого типа – это вытеснение. Он одинаковый у всех вакуумных насосов любого размера и любого способа применения. Другими словами, принцип действия вакуумного насоса сводится к удалению газовой смеси, пара, воздуха из рабочей камеры. В процессе вытеснения изменяется давление, и молекулы газа перетекают в требуемом направлении.

Навигация:

  1. Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов
  2. Работа пластинчато-роторных насосов
  3. Принцип работы насоса ВВН

Два важных условия, которые должен выполнить насос – это создать вакуум определенной глубины, откачав газовую среду из необходимого пространства и сделать это в течении заданного времени. Если какое-то из этих условий не выполняется, то приходится подключать дополнительный вакуумный насос. Так, в случае необеспечения требуемого давления, но за нужный промежуток времени, подключается форвакуумный насос. Он дополнительно снижает давление, чтобы выполнились все необходимые условия. Этот принцип работы вакуумного насоса подобен последовательному подключению. И наоборот, если не обеспечивается скорость откачки, но при этом достигается нужная величина вакуума, то потребуется другой насос, который поможет достичь необходимый вакуум быстрее. Такой принцип работы вакуумного насоса схож с параллельным подключением.

Примечание. Глубина вакуума, создаваемого вакуумным насосом зависит от герметичности рабочего пространства, которое создают элементы насоса.

Чтобы создать хорошую герметичность рабочего пространства применяется специальное масло. Оно уплотняет зазоры и полностью их перекрывает. Вакуумный насос, имеющий такое устройство и принцип действия называется масляным. Если принцип вакуумного насоса не предусматривает использование масла, то он называется сухим. Преимуществом в использовании пользуются сухие вакуумные насосы, так как они не требуют обслуживания с заменой масла и так далее.

Кроме вакуумных насосов промышленного назначения, широкое применение получили небольшие насосы, которые можно использовать в домашних условиях. К ним относится ручной вакуумный насос для перекачки воды из скважин, водоемов, бассейнов и прочего. Принцип работы ручного вакуумного насоса разный, все зависит от его типа. Различаются такие виды ручных вакуумных насосов:

  1. Поршневой.
  2. Штанговый.
  3. Крыльчатый.
  4. Мембранный.
  5. Глубинный.
  6. Гидравлический.

Поршневой вакуумный насос работает за счет движения внутри него поршня с клапанами в середину корпуса. В результате давление уменьшается, и вода через нижний клапан поднимается вверх пока ручка поршня опускается вниз.

Штанговый вакуумный насос похож по принципу действия на поршневой, только роль поршня в корпусе выполняет очень вытянутая штанга.

Крыльчатый вакуумный насос имеет совсем другой принцип действия. Давление в рабочей камере насоса создается за счет движения рабочего колеса с лопастями (крыльчатка). При этом вода поднимается по стенке камеры, это повышает давление и, вода выплескивается наружу.

Более сложной конструкции является роторный вакуумный насос. Но эта сложность компенсируется тем, что в возможности насоса входит перекачка не только воды, но и более тяжелых масляных жидкостей. Давление в насосе создает ротор с тонкими пластинами, которые вращаются и с помощью центробежной силы втягивают жидкость в емкость, а потом физической силой выталкивает ее.

Мембранный вакуумный насос не имеет никаких трущихся частей, поэтому может использоваться для перекачки очень грязных смесей. С помощью внутреннего маятника и мембраны создается вакуум, который перемещает жидкость через корпус в необходимое место. Чтобы корпус не заклинивал от задержавшегося случайно мусора, насос оснащен специальными клапанами, которые очищают насос.

Глубинный вакуумный насос способен поднимать воду с очень большой глубины (до 30м). Принцип его работы такой же, как и у поршневого, но с очень длинным штоком.

Гидравлический вакуумный насос хорошо перекачивает вязкие вещества, но широкого применения он не получил. Более подробно принцип работы и устройство вакуумных насосов рассмотрим на отдельных его видах.

Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Один из типов вакуумных насосов — водокольцевой вакуумный насос, принцип действия его основан на создании герметичности рабочего объема с помощью жидкости, а именно воды.

Рассмотрим подробно водокольцевой вакуумный насос и его принцип работы. Внутри корпуса водокольцевого насоса находится ротор, который смещен относительно центра немного вверх. На роторе размещено рабочее колесо с лопастями, вращающимися во время работы. Внутрь корпуса закачивается вода. При движении колеса лопасти захватывают воду и центробежной силой отбрасывают ее в сторону корпуса. Так как скорость вращения достаточно большая, то в результате образуется водяное кольцо по окружности корпуса. В середине корпуса получается свободное пространство, которое и будет так называемой рабочей камерой.

Примечание. Герметичность рабочей камеры обеспечивает окружающее ее водяное кольцо. Поэтому такие насосы и называются водокольцевыми вакуумными насосами.

Рабочая камера получается серпообразной формы, и она разделяется лопастями колеса на ячейки. Эти ячейки получаются разного размера. Во время движения газ перемещается поочередно по всем ячейкам, направляясь в сторону уменьшения объема и одновременно сжимаясь. Так происходит большое количество раз, газ сжимается до необходимой величины и выходит через нагнетательное отверстие. Когда газ проходит через рабочую камеру, он очищается и выходит наружу уже чистым. Это свойство оказывается очень полезным для откачивания загрязненных сред или насыщенных паром газовых сред. Вакуумный насос во время работы постоянно теряет небольшое количество рабочей жидкости, поэтому в конструкции вакуумной системы предусмотрен резервуар для воды, которая потом по принципу работы возвращается назад в рабочую камеру. Это необходимо еще и потому, что молекулы газа сжимаясь отдают свою энергию воде, тем самым нагревая ее. И чтобы избежать перегрева насоса, вода охлаждается в таком отдельном резервуаре.

Подробно посмотреть, как устроен водокольцевой вакуумный насос и принцип его работы можно на видео, предложенном ниже.

Принцип работы + видео обзор моделей

В основу функционала входит принудительное механическое удаление среды из ограниченного пространства. Происходит это несколькими способами:

  • Насос струйного типа

Агрегат функционирует за счет подачи из бокового патрубка струи молекул воды либо пара, которая на большой скорости выносит находящееся вещество и создает разрежение. Плюсом данной схемы считается отсутствие движущихся элементов, что значительно увеличивает срок эксплуатации конструкции. Минусом будет смешивание компонентов и малый КПД.

  • Насос механического типа

В принцип работы вакуумного насоса входит вращающаяся конструкция либо возвратно-поступательного действия, которая внутри создает эффект расширения пространства путем его наполнения из приемного патрубка для последующего выталкивания через выпускной патрубок. Конструктивных решений такого принципа находится в достаточном количестве. Такие конструкции отличаются большим КПД.

Каждый из вышеописанных вариантов для дома имеет свои преимущества и недостатки.

Работа пластинчато-роторных насосов

Пластинчато-роторный вакуумный насос относится к числу масляных насосов. В середине корпуса находится рабочая камера и ротор с отверстиями, который расположен эксцентрично. На роторе установлены лопатки, которые могут перемещаться по этим щелям под воздействием пружин.

Рассмотрев устройство, теперь рассмотрим, какой имеют роторные вакуумные насосы принцип работы. Газовая смесь попадает в рабочую камеру через входное отверстие, продвигается по камере под воздействием вращающегося ротора и лопаток. Рабочая пластина, отталкиваясь пружиной от центра, прикрывает собой входное отверстие, уменьшается объем рабочей камеры, и газ начинает сжиматься.

Примечание. Во время сжатия газа возможно выпадение конденсата за счет насыщения пара.

Когда сжатый газ выходит наружу, вместе с ним выходит и образовавшийся конденсат. Этот конденсат может плохо повлиять на работу всего насоса, поэтому в конструкции пластинчато-роторных насосов еще необходимо предусматривать газобалластное устройство. Схематично посмотреть, как работает роторно-пластинчатый вакуумный насос, принцип работы его, можно на рисунке ниже на примере насоса Busch R5. Как уже упоминалось, пластинчато-роторный насос – это масляный насос. Масло необходимо, чтобы устранить все зазоры и щели между лопатками и корпусом, и между лопатками и ротором.

Масло в рабочей камере смешивается с воздушной средой, сжимается и выходит в масляную емкость. Воздушная смесь более легкая переходит в верхнюю камеру сепаратора, где она окончательно очищается от масла. А масло, вес которого больше, оседает в масляной емкости. Из сепаратора масло возвращается на впуск.

Примечание. Качественные насосы очищают воздух очень тщательно, потерь масла практически нет, поэтому подливать масло в такие насосы необходимо крайне редко.

Область применения

Уникальность вакуумной среды люди изучают продолжительное время.

С учетом современного технологического прогресса вакуумные установки значительно усовершенствовались, нашли широкое применение в разных областях промышленности и в устройствах бытовых приборов. За счет специального винта небольшие габариты устройства позволяют быстро создавать высокую степень разрежения среды.


Вакуумные водяные насосы считаются экономными, имеют различные сферы применения:

  • при изготовлении металлических изделий с плотной структурой без пор;
  • в производстве текстиля, для быстрой сушки без превышения температурного режима;
  • при расфасовке молочных продуктов, упаковывания мяса и рыбы;
  • в оборудовании со специальными требованиями к сухой среде;
  • для полноценной работы вакуумных присосок;
  • в научных лабораториях различного направления;
  • в фармацевтической области, медицине.

Как видим, применение вакуума имеет самое разнообразное назначение.

Принцип работы насоса ВВН

ВВН — водяной вакуумный насос, принцип работы которого такой же, как у водокольцевого вакуумного насоса.

Рабочей жидкостью насосов ВВН является вода. На схеме можно увидеть простой принцип работы насоса ВВН.

Движение ротора насоса ВВН происходит непосредственно двигателем через муфту. Это обеспечивает большие обороты ротору, и как следствие, возможность получения вакуума. Правда, вакуум насосы ВВН могут создать только низкий, из-за этого их называют насосами низкого давления. Простые насосы ВВН могут откачивать газы, насыщенные парами, загрязненные среды, и при этом очищать их. Но состав должен быть неагрессивным, чтобы чугунные детали насоса не повредились в результате реакции с химическим составов газа. Поэтому существуют модели насосов ВВН, детали которых изготовлены из титанового сплава или сплава на основе никеля. Они могут откачивать смесь любого состава, не боясь возникновения повреждений. Насос ВВН, в силу своего принципа работы, выполняется только в горизонтальном исполнении, а газ поступает в камеру сверху по оси.

Установка вакуум насоса

Монтаж вакуумной установки не представляет собой ничего сложного, но необходимо строго следовать рекомендациям в паспорте изделия. Основные требования при установке вакуумного насоса состоят в следующем:

  1. Насос устанавливается в самом сухом и чистом месте, которое имеется в помещении;
  2. Вакуумный насос нужно устанавливать на фундамент, масса которого должна превышать массу насоса не менее чем в 2-3 раза;
  3. Место для размещения вакуумного насоса должно иметь открытый доступ для проведения работ различного типа;
  4. Температура воздуха в помещении, где устанавливается вакуумное оборудование, должна быть в пределах +5-40 градусов по Цельсию;
  5. Агрегат должен устанавливаться горизонтально, а наличие зазора между опорной поверхностью насоса и основанием. Все крепёжные болты нужно затягивать до упора. Если пренебречь данным требованием, насос будет вибрировать при работе, что может привести к поломкам и повышению уровня шума при работе.

Правильно установленный вакуумный насос будет работать долгое время без поломок. Несмотря на это, визуальный осмотр вакуумного оборудования нужно проводить ежедневно. Особое внимание уделяется крепёжным болтам, если они ослабли, необходимо их затянуть.

Ж. Комбинации ФОРВАКУУМНЫХ НАСОСОВ и НАСОСОВ РУТСА

Для случаев, когда надо достичь вакуума лучше, чем 0,1 мбар абс. (- 0,999 атм.) или существенно повысить производительность на хорошем вакууме, можно прибегнуть к классической схеме «форвакуумный насос + насос Рутса (Roots pump)».

Для этого в качестве второй (высоковакуумной) ступени можно использовать двухроторные (бустерные) вакуумные насосы Рутса (один или два), а в качестве первой (форвакуумной) – любой из вышеперечисленных групп насосов. Форвакуумный насос соединяют последовательно с насосом (насосами) Рутса. При этом входной фланец насоса Рутса соединяют с откачиваемым объектом. Примеры комбинация форвакуумных и насосов Рутса:

  • пластинчато-роторный (Г) + Рутс: достижение вакуума менее 0,05 мбар абс.
  • поршневой (Д) + Рутс: достижение вакуума менее 0,08 мбар абс.
  • поршневой (Д) + Рутс-1 + Рутс-2: достижение вакуума менее 0,03 мбар абс.
  • винтовой (Е) + Рутс: достижение вакуума менее 0,002 мбар абс.

При таких схемах откачки следует позаботиться о защите насосов Рутса от воздействия агрессивных компонентов, если таковые в высокой концентрации присутствуют в потоках откачки. Защиту можно выполнить путём наддува инертных газов в специальные зоны насосов Рутса, или с помощью применения специальных режимов запуска их в работу и остановки (см. раздел З ниже). В таких ситуациях всегда будет не лишним получить консультацию специалистов у компании-изготовителя или у поставщика вакуумного оборудования.

Преимущества и недостатки

Оборудование, работающее по принципу вытеснения жидкости, обладает многочисленными преимуществами, что, несомненно, сказывается на его популярности на рынке.

К преимуществам вакуум насосов принято относить следующее:

  • автономность работы;
  • возможность последовательного соединения нескольких установок;
  • отличные показатели экологичности;
  • минимальный уровень шума;
  • хорошая скорость работы;
  • ремонтопригодность и простота обслуживания;
  • надежность конструкции.

К недостаткам техники этого типа принято относить её повышенную чувствительность к чистоте рабочей жидкости. Большинство разновидностей таких насосов могут работать лишь с чистой водой без ила и песка.

В отдельных случаях даже требуется предварительно ставить фильтровальные колонки и пескоулавливатель, что позволяет исключить выход из строя дорогого оборудования по причине его загрязнения и заклинивания.

Основные причины поломок и ремонт

Благодаря простоте конструкции ВВН обладают высокой механической надежностью. Отсутствие клапанов и трущихся частей делает агрегат более устойчивым к различным поломкам, а рабочее колесо на валу не соприкасается с корпусом насоса.

Абразивные частицы, пыль и прочие инородные мелкие частицы не влияют на работу прибора, так как остаются в жидкостном кольце.

При эксплуатации насосов на производстве можно столкнуться с определенными неполадками, устранить которые может не только специалист, но и работающий с агрегатом сотрудник.


Без соответствующего опыта не стоит выполнять ремонт насоса, поскольку можно повредить его еще сильнее

Проблемы и способы их решения:

  • Недостаточный вакуум внутри агрегата. Проблема может быть вызвана попаданием воздуха через уплотнители или вышедшие из строя сальники. Замена уплотнителей и подтягивание гаек решат данную проблему.
  • Нестабильная работа насоса и частые срывы. Это случается из-за недостаточного количества воды в приборе. Добавление воды решит неполадку.
  • Снижение производительности. Это происходит из-за загрязнения внутренних элементов агрегата. Ремонт включает в себя продувание высушенного насоса струей сжатого воздуха либо чистку определенных деталей.
  • Сильная вибрация прибора. Проблема вызвана нарушением расположения валов и двигателя относительно оси.
  • Затруднено проворачивание вала. Вероятная причина – износ подшипников. Их замена решит проблему.
  • Насос не запускается. Рекомендуется проверить правильность подключения электрики и исправность двигателя.
  • Повышенный расход энергии. Может быть вызван неправильным подключением электричества. Налет на деталях внутри насоса также может увеличить расход электричества во время работы агрегата.

Для длительного срока эксплуатации нужно выбирать жидкостно-кольцевой насос известных производителей, к которым можно отнести российские , «Компрессормаш», итальянскую – Pompetravaini, турецкую – Ангара.

На многих предприятиях возникает потребность в перекачивании газов или других воздушных потоков из одного резервуара в другой. Для этого используется водокольцевой насос, который перемещает необходимый газ в условиях полного вакуума, созданного центробежной силой.

Преимущества агрегата мембранного типа

Этот вид насоса используется при перекачке растворов и жидкостей, которые отличаются различной вязкостью и агрессивностью. Они отличаются отсутствием двигателя. Лакокрасочная, пищевая, нефтеперерабатывающая промышленность не смогут ни дня обойтись без такого насоса.

При работе с мощными насосами следует соблюдать правила техники безопасности

Воздух входит сперва в одну камеру, затем в другую, осуществляя центробежный цикл действий, которые затем возвращаются. Золотник клапана перераспределяет среду. Жидкость распределяется в таком порядке: впускной коллектор – рабочая камера – выпускной коллектор.

Какими преимуществами обладают диафрагменные (мембранные) насосы:

  • Обходится без починки деталей, так как износа не происходит;
  • Надежная конструкция простого типа;
  • Исключено формирование искр, надежность при работе с горючими;
  • При необходимой регулировки следует изменить лишь объем подачи воздуха.

Примеси не попадают внутрь из-за высокого уровня герметичности устройства. Их применяют в областях, где не допускаются утечки и соблюдается стерильность. Это химическая и пищевая индустрия, исследования в лабораториях, медицина, полиграфия. Устройство полностью безопасно и для животных, и для людей, поэтому ими оснащаются доильные аппараты. Привилегиями считается бесшумность, малое потребление энергии и компактность.

Ручные гидравлические насосы НРГ

Линейка НРГ насосов содержит устройства с распределителями. В конце обозначения таких инструментов обычно ставится буква «Р». Эта буква означает что инструмент может работать с гидроустройствами двустороннего действия.

  • Модель НРГ-7020Р. Создает максимальное давление в 700 бар, имеет номинальный объем бака 2 литра. В комплекте идет гидрораспределитель, который позволяет работать с устройствами как одностороннего, так и двустороннего действия.
  • Модель НРГ-7007. Также создает давление в 700 бар. Номинальный объем бака 0,7 литра. Достоинствами этой модели является присутствие предохранительного клапана, усилие на рукоятке минимально, и две ступени подачи масла. Данный инструмент предназначен для гидроинструмента одностороннего действия, с пружинным возвратом штока.
  • Модель НРГ-67016Р. Номинальный объем бака равен 14 литрам. Усилие на рукоять 55 кг. Давление максимум 4Мпа. Производительность 115 куб см. Весит такое устройство целых 30 кг и весьма габаритно. Подойдет для небольшого автосервиса.

Силикон как альтернатива вазелину

Инъекции силикона могут привести к развитию раковых опухолей в организме человека

Мужчины, которые намерены накачать вазелином член, могут менять свое решение и делать инъекции с силиконом. Многие представители сильного пола, которые не довольны размерами своего пениса, пытаются изменить его путем введения данного состава.

Любой медик будет отговаривать мужчину, который закачивает или намерен закачать в член силикон, от такой затеи. Силикон – это канцерогенное вещество. Его нахождение под кожей чревато развитием различных заболеваний. Также нужно учитывать, что силикон хорошо всасывается организмом человека. При этом вывести его из него практически невозможно.

Силикон, как и любые другие канцерогенные вещества, приводит к развитию раковых опухолей в организме человека. Все эти сведения о данном веществе подтверждают то, что оно является более опасным для здоровья и жизни мужчины, чем вазелин.

Каждый мужчина должен понимать, что эффект, достигнутый путем введения в член вазелина, не будет долговечным. Состав постепенно скапливается в головке. В результате этого мужское достоинство начинает сильно деформироваться. В лучшем случае, это будет единственная проблема, с которой столкнется мужчина, решившийся накачать собственный половой орган вазелином.

Для чего использовать вакуумирование в быту?

В современном мире человек встречается часто с вакуумным оборудованием не только в промышленности, но и в быту.

Примеры:

  1. Функционирование систем кондиционирования без вакуумных насосов трудно себе представить, так как они устраняют газы из фреонового трубопровода. Это позволяет удалять водяной пар и кислород, который обладает сильнейшими окисляющими свойствами. Если бы не было вакуумных насосов, то сплит-системы очень быстро бы выходили из строя.
  2. В различных транспортных средствах механизмы вакуумного усиления используются в функционировании тормозной системы, что облегчает ее работу и позволяет ей дольше сохранять работоспособность.
  3. При упаковке пищевых продуктов во всю применяется вакуумирование, что позволяет пищевым продуктом долго храниться. Такой эффект появляется из-за того, что из упаковки практически полностью удаляется кислород, а без него бактерии ответственные за гниение и плесневение пищи не могут быстро размножаться.
  4. Герметичные упаковки в которых удален кислород уменьшаются в объеме, что позволяет занимать им меньше пространства в помещении. В быту в таких упаковках выгодно хранить одежду, одеяла и т.д. Еще одним плюсом такого хранения вещей является то, что они защищены от моли.

Фильтры для вакуумных насосов

В этой статье обсуждаются входные фильтры, которые используются в маслоуплотняемых механических вакуумных насосах, например, пластинчато-роторных и роторно-поршневые насосы, используемые в вакуумных печах, и маленьких в лабораториях и легкой промышленности. Одним из недостатков любого фильтра является то, что в конечном итоге он требует обслуживания. По этой причине многие операторы вакуумных систем предпочитают не использовать заграждающие фильтры. Если используются правильные заграждающие фильтры и проводится плановое техническое обслуживание, время простоя и затраты на обслуживание остаются в разумных пределах

Впускные фильтры для небольших механических вакуумных насосов

Существует четыре типа входных фильтров, используемых в вакуумных насосах, используемых в лабораториях и в легких промышленных применениях:

  • Форвакуумный фильтр

  • «Ловушки»

  • Воздушные фильтры

  • Конденсирующие ловушки

Форвакуумные фильтры используются для предотвращения загрязнения вакуумной камеры из вакуумного насоса; а остальные три используются для предотвращения попадания загрязняющих веществ в вакуумный насос.

Форвакуумные насосы

Этот тип фильтров предотвращает  попадание паров масла в вакуумную камеру, выходящих из впускного отверстия насоса в условиях низкого давления. Это происходит при  давлении ниже 0,1 торр. Конечный вакуум масляного вакуумного насоса достигается, когда горячее масло в насосе начинает испаряться. В этих условиях некоторые молекулы паров масла будут поступать обратно от входа насоса в вакуумную систему. Хотя обратный поток паров масла происходит  и при работе больших насосах, он может быть более критичен в небольших вакуумных системах, где трубопровод короче. Такие приборы, как масс-спектрометры, электронные микроскопы и системы сверхвысокого вакуума, могут быть загрязнены, если в них попадают пары масла, поэтому большинство из этих приборов используют форвакуумныые фильтры.В основном это проблема для процессов, которые находятся под вакуумом в течение нескольких часов подряд при низком давлении. Эта ситуация позволяет обеспечить достаточный переток масла, что загрязнение может в конечном итоге достигнуть вакуумной камеры.

В условиях молекулярного течения, где происходит обратное течение, молекулы газа и пара движутся по прямым линиям. Молекула сухого газа, движущаяся в вакуумной системе, может столкнуться с другими молекулами газа в зависимости от давления, а также столкнется с внутренними поверхностями камеры и трубопроводов. Когда молекула сухих газов сталкивается с поверхностью, она находится на этой поверхности в течение короткого времени и затем высвобождается в случайном направлении. Когда молекула масляного пара покидает вход вакуумного насоса, она будет двигаться по прямой линии до тех пор, пока она не столкнется с поверхностью. Как правило, она будет на этой поверхности и со временем будут присоединяться другие масляные молекулы. По мере того, как поверхность становится «влажной», масляная пленка будет медленно ползать вдоль поверхности. Это очень медленный процесс, но он постепенно загрязнит трубопровод и может попасть в рабочую камеру.

Форвакуумный фильтр – это устройство, предназначенное для захвата или поглощения молекул паров масла, поступающих из впускного отверстия насоса, и удерживания их в фильтровальной среде и, таким образом, предотвращения ими загрязнения вакуумной камерой.
В этих ловушках используются два типа материалов: молекулярное сито и активированный оксид алюминия. Молекулярное сито доступно в виде сфер и гранул в зависимости от спецификации. Активированный оксид алюминия обычно имеет сферическую форму, около 0,250 дюйма (0,635 см). В вакуумной промышленности этот материал используется для улавливания молекул пара масла. Однако он также улавливает водяной пар. Это еще одна причина, по которой он используется в очень немногих приложениях, в которых мало или совсем нет водяного пара. Если материал ловушки попадает под водяной пар, то меньше масла может быть захвачено. Эти материалы чрезвычайно пористые и имеют большие внутренние поверхности, которые позволяют маслам и молекулам воды сорбироваться на поверхности. После сорбирования на внутреннюю поверхность водяной пар очень медленно десорбируется.

Когда материал загрязняется масляным паром, он, как правило, демонстрирует некоторое светло-желтое или коричневое окрашивание. Это будет, как правило, на стороне насоса Рекомендуется, чтобы окрашенный материал был удалён, а фильтр была снабжен новым материалом. Стандартная ловушка обычно имеет корзину, которая удерживает материал, поэтому его можно удалить из корпуса ловушки для обслуживания. Старый материал должен нагреваться до температуры выше 121°C в течение нескольких часов, чтобы вытеснить любой захваченный водяной пар, прежде чем его снова установить в ловушку. Другие фильтры имеют встроенный нагреватель, так что материал заграждающего фильтра может быть регенерирован. При выполнении этой операции
ловушка должны быть изолирована от камеры, так чтобы регенерируемые пары шли в вакуумный насос.

Для увеличения срока службы материала ловушкинужно  установить ловушку ближе к камере. Масляный пар, поступающий из вакуумного насоса, будет затем конденсироваться на поверхности трубопровода, и меьшая часть паров достигнет фильтра. Этот трубопровод следует проверять, когда фильтр обслуживается и при необходимости очищать Наконец, все молекулярные сита и продукты с активированным оксидом алюминия должны храниться сухими. Размещение погруженного в воду материала в вакуумной ловушке не поможет вашему процессу и продлит время откачки до тех пор, пока загрязнение не будет откачано.

Ловушка

– пустой контейнер, предназначенный для улавливания твердых частиц, таких как пыль, которая может поступать из системы. Это обычно происходит во время первоначальной откачки, когда поток газа имеет наивысшую пропускную способность. Начальное движение молекул газа в большой вакуумной камере может быть очень турбулентным, и это может привести к транспортировке пыли к вакуумному насосу. Ловушка предназначена для изменения направления потока газа, так что захваченные твердые частицы выпали из потока и остались в ловушке. Газ может быть направлен вниз в ловушку или круговым движением по внутренней части с помощью смещенного входа (рис.3). Отверстие от выхода из ловушки размещается вблизи верхней части ловушки. По мере того как газ течет в больший объем ловушки, его скорость падает, позволяя тяжелым частицам выпадать и оставаться в ловушке. Затем газ попадает в выходную трубку ловушки в верхней части ловушки и течет вниз и выходит к вакуумному насосу.

Пылевые фильтры

Пылевые ловушки имеют внутри себя элемент для улавливания твердых загрязнителей. Они доступны с двумя различными типами элементов: один для низкого уровня загрязняющих веществ, а другой для высокого уровня загрязняющих веществ. Этот фильтр может состоять из уловителя с добавленным элементом. Это позволяет использовать тело уловителя, используя его для нескольких вариантов.
Для низких уровней загрязнений используется плиссированная бумага (рис. 3 и 6) или полиэфирный элемент. В конечном итоге они будут загружены грязью и уменьшат поток газа через фильтр. Каждый техпроцесс отличается, и вы узнаете из опыта, как часто необходимо заменять фильтрующий элемент.
Когда уровень загрязняющих веществ выше, используется металлическая сетка (рис.6) или элемент шерсти, который смачивается маслом. Этот элемент заставляет загрязнитель прилипать к смачиваемому материалу, но позволяет проходить газу. Сетка также загрязняется, но может быть вымыта и повторно использована. Наличие запасного чистого элемента, готового к работе, сократит время простоя службы. Типичными материалами для проволочной сетки являются нержавеющая сталь и латунь.

Конденсирующие ловушки

В небольших вакуумных системах Конденсирующие ловушки используются редко, но могут потребоваться, если пар будет вредить вакуумному насосу, загрязняя масло насоса. Для многих применений, где присутствует небольшое количество водяного пара, мы можем использовать газовый балластный клапан на вакуумном насосе, чтобы поддерживать чистоту насоса.
Дегазация – это промышленный процесс, когда пары должны быть уловлены перед тем, как попасть в вакуумный насос. Уретаны, лаки и смолы испаряются при дегазации, и эти пары могут влиять на масло насоса и забивать масляные каналы. Используемая для этого фильтрующая среда обычно представляет собой активированные угольные гранулы, которые поглощают тяжелые пары.

В сушилке для замораживания «паровая ловушка» представляет собой встроенный охлажденный конденсатор между камерой и вакуумными насосами. Когда водяной пар «выпаривается» из замороженного продукта, он перемещается к вакуумным насосам, но замерзает на конденсаторе, чтобы предотвратить загрязнение насоса. Сублимация – это процесс, когда под вакуумом вода из замороженного состоянии будет напрямую становиться паром.
В лабораториях паровые ловушки часто используются в течение коротких промежутков времени. Если процесс длится более нескольких часов, может потребоваться пополнить холодную ловушку, как ее часто называют. Если холодная ловушка остается нагретой, замороженные загрязняющие вещества будут оттаивать, испаряться и поступать в насос.
Один стиль использует сухого льда и изопропилового спирта или ацетона в краткосрочной холодной ловушке. Он охлаждается примерно до -109 ° F (-75 ° C). Этот тип ловушки (фиг.4) имеет емкость для сухих ледяных суспензий с крышкой, закрывающей верхнюю часть контейнера. Крышка уменьшает кипение охлаждающей жидкости и позволяет легко заполнять и дозаправляться. Контейнер для суспензии расположен в центре большего круглого контейнера, который создает промежуточное пространство вокруг холодной ловушки, где может протекать газ. Обычно для подключения ловушки к вакуумному насосу используются стандартные вакуумные соединения типа NW.
Также могут быть использованы ловушки для жидкого азота (рис.5), которые имеют несколько иную конструкцию. Контейнер LN2 позиционируется в центре ловушки, как и раньше, но заполняющее соединение представляет собой меньший носик, а не крышку.
В некоторых ловушках имеется два желоба, позволяющих выкипать через один носик во время повторного наполнения через другой носик. Это более безопасный дизайн, поскольку он устраняет разбрызгивание, которое может произойти при использовании только одного желоба.


В этой статье обсуждаются входные фильтры, которые используются в маслоуплотняемых механических вакуумных насосах, например, пластинчато-роторных и роторно-поршневые насосы, используемые в вакуумных печах, и маленьких в лабораториях и легкой промышленности. Одним из недостатков любого фильтра является то, что в конечном итоге он требует обслуживания. По этой причине многие операторы вакуумных систем предпочитают не использовать заграждающие фильтры. Если используются правильные заграждающие фильтры и проводится плановое техническое обслуживание, время простоя и затраты на обслуживание остаются в разумных пределах

Впускные фильтры для небольших механических вакуумных насосов

Существует четыре типа входных фильтров, используемых в вакуумных насосах, используемых в лабораториях и в легких промышленных применениях:

  • Форвакуумный фильтр

  • «Ловушки»

  • Воздушные фильтры

  • Конденсирующие ловушки

Форвакуумные фильтры используются для предотвращения загрязнения вакуумной камеры из вакуумного насоса; а остальные три используются для предотвращения попадания загрязняющих веществ в вакуумный насос.

Форвакуумные насосы

Этот тип фильтров предотвращает  попадание паров масла в вакуумную камеру, выходящих из впускного отверстия насоса в условиях низкого давления. Это происходит при  давлении ниже 0,1 торр. Конечный вакуум масляного вакуумного насоса достигается, когда горячее масло в насосе начинает испаряться. В этих условиях некоторые молекулы паров масла будут поступать обратно от входа насоса в вакуумную систему. Хотя обратный поток паров масла происходит  и при работе больших насосах, он может быть более критичен в небольших вакуумных системах, где трубопровод короче. Такие приборы, как масс-спектрометры, электронные микроскопы и системы сверхвысокого вакуума, могут быть загрязнены, если в них попадают пары масла, поэтому большинство из этих приборов используют форвакуумныые фильтры.В основном это проблема для процессов, которые находятся под вакуумом в течение нескольких часов подряд при низком давлении. Эта ситуация позволяет обеспечить достаточный переток масла, что загрязнение может в конечном итоге достигнуть вакуумной камеры.

В условиях молекулярного течения, где происходит обратное течение, молекулы газа и пара движутся по прямым линиям. Молекула сухого газа, движущаяся в вакуумной системе, может столкнуться с другими молекулами газа в зависимости от давления, а также столкнется с внутренними поверхностями камеры и трубопроводов. Когда молекула сухих газов сталкивается с поверхностью, она находится на этой поверхности в течение короткого времени и затем высвобождается в случайном направлении. Когда молекула масляного пара покидает вход вакуумного насоса, она будет двигаться по прямой линии до тех пор, пока она не столкнется с поверхностью. Как правило, она будет на этой поверхности и со временем будут присоединяться другие масляные молекулы. По мере того, как поверхность становится «влажной», масляная пленка будет медленно ползать вдоль поверхности. Это очень медленный процесс, но он постепенно загрязнит трубопровод и может попасть в рабочую камеру.

Форвакуумный фильтр – это устройство, предназначенное для захвата или поглощения молекул паров масла, поступающих из впускного отверстия насоса, и удерживания их в фильтровальной среде и, таким образом, предотвращения ими загрязнения вакуумной камерой.
В этих ловушках используются два типа материалов: молекулярное сито и активированный оксид алюминия. Молекулярное сито доступно в виде сфер и гранул в зависимости от спецификации. Активированный оксид алюминия обычно имеет сферическую форму, около 0,250 дюйма (0,635 см). В вакуумной промышленности этот материал используется для улавливания молекул пара масла. Однако он также улавливает водяной пар. Это еще одна причина, по которой он используется в очень немногих приложениях, в которых мало или совсем нет водяного пара. Если материал ловушки попадает под водяной пар, то меньше масла может быть захвачено. Эти материалы чрезвычайно пористые и имеют большие внутренние поверхности, которые позволяют маслам и молекулам воды сорбироваться на поверхности. После сорбирования на внутреннюю поверхность водяной пар очень медленно десорбируется.

Когда материал загрязняется масляным паром, он, как правило, демонстрирует некоторое светло-желтое или коричневое окрашивание. Это будет, как правило, на стороне насоса Рекомендуется, чтобы окрашенный материал был удалён, а фильтр была снабжен новым материалом. Стандартная ловушка обычно имеет корзину, которая удерживает материал, поэтому его можно удалить из корпуса ловушки для обслуживания. Старый материал должен нагреваться до температуры выше 121°C в течение нескольких часов, чтобы вытеснить любой захваченный водяной пар, прежде чем его снова установить в ловушку. Другие фильтры имеют встроенный нагреватель, так что материал заграждающего фильтра может быть регенерирован. При выполнении этой операции
ловушка должны быть изолирована от камеры, так чтобы регенерируемые пары шли в вакуумный насос.

Для увеличения срока службы материала ловушкинужно  установить ловушку ближе к камере. Масляный пар, поступающий из вакуумного насоса, будет затем конденсироваться на поверхности трубопровода, и меьшая часть паров достигнет фильтра. Этот трубопровод следует проверять, когда фильтр обслуживается и при необходимости очищать Наконец, все молекулярные сита и продукты с активированным оксидом алюминия должны храниться сухими. Размещение погруженного в воду материала в вакуумной ловушке не поможет вашему процессу и продлит время откачки до тех пор, пока загрязнение не будет откачано.

Ловушка

– пустой контейнер, предназначенный для улавливания твердых частиц, таких как пыль, которая может поступать из системы. Это обычно происходит во время первоначальной откачки, когда поток газа имеет наивысшую пропускную способность. Начальное движение молекул газа в большой вакуумной камере может быть очень турбулентным, и это может привести к транспортировке пыли к вакуумному насосу. Ловушка предназначена для изменения направления потока газа, так что захваченные твердые частицы выпали из потока и остались в ловушке. Газ может быть направлен вниз в ловушку или круговым движением по внутренней части с помощью смещенного входа (рис.3). Отверстие от выхода из ловушки размещается вблизи верхней части ловушки. По мере того как газ течет в больший объем ловушки, его скорость падает, позволяя тяжелым частицам выпадать и оставаться в ловушке. Затем газ попадает в выходную трубку ловушки в верхней части ловушки и течет вниз и выходит к вакуумному насосу.

Пылевые фильтры

Пылевые ловушки имеют внутри себя элемент для улавливания твердых загрязнителей. Они доступны с двумя различными типами элементов: один для низкого уровня загрязняющих веществ, а другой для высокого уровня загрязняющих веществ. Этот фильтр может состоять из уловителя с добавленным элементом. Это позволяет использовать тело уловителя, используя его для нескольких вариантов.
Для низких уровней загрязнений используется плиссированная бумага (рис. 3 и 6) или полиэфирный элемент. В конечном итоге они будут загружены грязью и уменьшат поток газа через фильтр. Каждый техпроцесс отличается, и вы узнаете из опыта, как часто необходимо заменять фильтрующий элемент.
Когда уровень загрязняющих веществ выше, используется металлическая сетка (рис.6) или элемент шерсти, который смачивается маслом. Этот элемент заставляет загрязнитель прилипать к смачиваемому материалу, но позволяет проходить газу. Сетка также загрязняется, но может быть вымыта и повторно использована. Наличие запасного чистого элемента, готового к работе, сократит время простоя службы. Типичными материалами для проволочной сетки являются нержавеющая сталь и латунь.

Конденсирующие ловушки

В небольших вакуумных системах Конденсирующие ловушки используются редко, но могут потребоваться, если пар будет вредить вакуумному насосу, загрязняя масло насоса. Для многих применений, где присутствует небольшое количество водяного пара, мы можем использовать газовый балластный клапан на вакуумном насосе, чтобы поддерживать чистоту насоса.
Дегазация – это промышленный процесс, когда пары должны быть уловлены перед тем, как попасть в вакуумный насос. Уретаны, лаки и смолы испаряются при дегазации, и эти пары могут влиять на масло насоса и забивать масляные каналы. Используемая для этого фильтрующая среда обычно представляет собой активированные угольные гранулы, которые поглощают тяжелые пары. 

В сушилке для замораживания «паровая ловушка» представляет собой встроенный охлажденный конденсатор между камерой и вакуумными насосами. Когда водяной пар «выпаривается» из замороженного продукта, он перемещается к вакуумным насосам, но замерзает на конденсаторе, чтобы предотвратить загрязнение насоса. Сублимация – это процесс, когда под вакуумом вода из замороженного состоянии будет напрямую становиться паром.
В лабораториях паровые ловушки часто используются в течение коротких промежутков времени. Если процесс длится более нескольких часов, может потребоваться пополнить холодную ловушку, как ее часто называют. Если холодная ловушка остается нагретой, замороженные загрязняющие вещества будут оттаивать, испаряться и поступать в насос.
Один стиль использует сухого льда и изопропилового спирта или ацетона в краткосрочной холодной ловушке. Он охлаждается примерно до -109 ° F (-75 ° C). Этот тип ловушки (фиг.4) имеет емкость для сухих ледяных суспензий с крышкой, закрывающей верхнюю часть контейнера. Крышка уменьшает кипение охлаждающей жидкости и позволяет легко заполнять и дозаправляться. Контейнер для суспензии расположен в центре большего круглого контейнера, который создает промежуточное пространство вокруг холодной ловушки, где может протекать газ. Обычно для подключения ловушки к вакуумному насосу используются стандартные вакуумные соединения типа NW.
Также могут быть использованы ловушки для жидкого азота (рис.5), которые имеют несколько иную конструкцию. Контейнер LN2 позиционируется в центре ловушки, как и раньше, но заполняющее соединение представляет собой меньший носик, а не крышку.
В некоторых ловушках имеется два желоба, позволяющих выкипать через один носик во время повторного наполнения через другой носик. Это более безопасный дизайн, поскольку он устраняет разбрызгивание, которое может произойти при использовании только одного желоба.

Выбор подходящего вакуумного насоса для акриловой вакуумной камеры

В этой статье мы поговорим о вакуумных насосах, а также о другом оборудовании, которое используется для создания вакуума внутри закрытой системы или камеры. Мы поговорим о работе вакуумного насоса, создании вакуума, откачке, мощности насоса. Эта статья призвана предоставить вам практическое руководство, которое поможет вам выбрать подходящий вакуумный насос для вашей системы.

Вакуумные насосы

Говоря простым языком, вакуумный насос — это устройство, способное создавать вакуум.Вакуум – это состояние, при котором давление ниже давления окружающей среды; следовательно, существует разница давлений между двумя системами. Люди часто делают ошибку, путая вакуум с притяжением воздуха, тогда как на самом деле притяжение является результатом вакуума, а не самим состоянием. «Воздушная тяга» создается из-за того, что система с более высоким давлением (окружающий воздух) течет к системе с более низким давлением (вакуум) из-за разницы давлений.

Согласно закону идеального газа, давление пропорционально количеству молекул в замкнутой системе.Это означает, что вакуум создается за счет удаления молекул воздуха из закрытой системы, такой как акриловая вакуумная камера.

Классификация вакуумных насосов

Не будет преувеличением сказать, что вакуумные насосы бывают всех форм и размеров, и что мы могли бы идти на страницы и страницы, описывающие работу каждого типа. Тем не менее, по практическим соображениям, мы будем краткими и лаконичными и сосредоточимся только на насосах, которые идеально подходят для акриловых вакуумных камер.

Пластинчатый насос

Роторно-пластинчатый насос является наиболее популярным вакуумным насосом, используемым сегодня для различных вакуумных применений. Существуют буквально сотни различных вакуумных насосов. Ротационно-лопастные вакуумные насосы с масляным уплотнением бывают одноступенчатыми (одноступенчатыми) или двухступенчатыми (двухступенчатыми).

Одноступенчатый пластинчато-роторный насос
Одноступенчатый вакуумный насос имеет эксцентриковый ротор, погруженный в масло. Когда ротор вращается, лопасти действуют как уплотнения, скользя по внутренней стороне стенки корпуса и создавая положительное смещение или вакуум.Предельный вакуум одноступенчатого пластинчато-роторного вакуумного насоса составляет около 0,015 торр (15 микрон).

Двухступенчатый пластинчато-роторный насос
Двухступенчатый пластинчато-роторный насос работает в две ступени. Первая ступень – это ступень откачки, а вторая ступень – ступень выхлопа. Это позволяет двухступенчатому вакуумному насосу лучше работать при более высоком вакууме. На самом деле, двухступенчатый насос превосходит одноступенчатый аналог, чем выше вакуум: чем выше вакуум, тем выше производительность.Кроме того, двухступенчатый насос снижает давление до 0,001 Торр или 1 микрон.

Преимущества пластинчато-роторных насосов

Основное преимущество заключается в том, что пластинчато-роторные насосы очень популярны и распространены, и их можно купить где угодно и по любой цене. Кроме того, для работы роторно-лопастного насоса требуется только электричество — все, что вам нужно сделать, это подключить его к электричеству, щелкнуть выключателем, и вуаля, вы получите довольно приличный вакуум. Даже дешевый двухступенчатый насос может достигать уровня вакуума в 100 микрон; что весьма впечатляет.Более дорогие модели могут достигать 1 мкм. Пластинчато-роторный насос прост в обслуживании и ремонте.

Недостатки пластинчато-роторных насосов

Роторно-пластинчатые вакуумные насосы могут быть несколько громкими. Масло для вакуумного насоса иногда может создавать беспорядок и доставлять неудобства, потому что вам придется обслуживать насос и менять масло в насосе по мере необходимости. Высококачественные модели роторно-пластинчатых насосов могут стоить вам тысячи долларов, в то время как дешевые модели выйдут из строя через несколько месяцев использования.

Еще одним недостатком роторно-лопастного вакуумного насоса являются выбросы выхлопных газов.Поскольку масло используется для герметизации лопастей и создания вакуума, внутри образуется масляный туман. Затем этот масляный туман выбрасывается и выбрасывается в окружающую среду вакуумного насоса. Ротационно-лопастной насос может быть не идеальным решением для чистых помещений, закрытых помещений и лабораторий, а также медицинских, пищевых продуктов или производственных сред FDA. К счастью, эти выхлопные газы можно свести к минимуму, поместив выхлопной фильтр на выхлоп вакуумного насоса. Обратите внимание, что выхлоп будет сведен к минимуму, но не устранен полностью.

Наконец, следует отметить, что роторно-пластинчатые насосы можно разделить на две ценовые категории: экономичный роторно-лопастной вакуумный насос, который в большинстве случаев стоит от 100 до 1000 долларов, и промышленный роторно-лопастной вакуумный насос, который может стоить от 1500 до 15000 долларов.

Вакуумный насос аспиратора — насос Вентури

Вакуумный насос-аспиратор — это устройство, которое создает вакуум по закону идеального газа. Эффект Вентури создает перепад давления, ограничивая или замедляя молекулы воздуха в трубе или системе.Это замедление молекул воздуха приводит к увеличению давления, если вы соедините отверстие с трубой большего диаметра, а другое отверстие с трубой меньшего диаметра, вы, по сути, создадите насос Вентури – вот и все.

Преимущества насоса Вентури

Основное преимущество насоса Вентури заключается в том, что он довольно дешев, «неразрушим» и не требует особого обслуживания — по сути, это кусок металла, который при подключении к воздухопроводу создает вакуум.

Недостатки насосов Вентури

Основным недостатком насоса Вентури является то, что для его работы требуется сжатый воздух.Еще одним недостатком насоса Вентури является тот факт, что предельный вакуум не может опускаться ниже 40 торр (40 000 микрон) абсолютного давления.

Сорбционный вакуумный насос

Сорбционный насос изготовлен из материала, поглощающего воздух, такого как цеолит, который представляет собой пористый материал с достаточно маленькими полостями, чтобы задерживать молекулы воздуха, такие как азот, кислород и т. д. Поглощающий материал заключен в сосуд. Чтобы сорбционный насос работал эффективно, его необходимо охладить до более низких криогенных температур, что означает, что сосуд должен быть погружен в ванну с жидким азотом.

Лучший способ описать сорбционный насос — представить себе ведро с водой и губку; губка, представляющая поглощающий материал, вода, представляющая воздух, и ведро, представляющее вашу вакуумную камеру. Погружая губку в ведро, вы, по сути, удаляете воду из ведра, тем самым создавая вакуум. Сорбционные насосы обычно снижают давление до 0,1 Торр. Некоторые типы специально разработанных криосорбционных насосов могут снижаться до 0,00001 Торр или 0,01 микрон.

Преимущества сорбционного вакуумного насоса

Основное преимущество сорбционного насоса заключается в том, что он не имеет движущихся частей и практически не содержит загрязняющих веществ, таких как насосное масло или мусор. Этот насос очень чистый, что делает его идеальным выбором, когда чистота системы и отсутствие загрязнений имеют решающее значение.

Недостатки сорбционного вакуумного насоса

Очевидно, что основным недостатком сорбционного насоса является потребность в жидком азоте. Другим недостатком является то, что благородные газы плохо поглощаются этим типом насоса.Наконец, сорбционный насос должен быть регенерирован, что означает, что его необходимо снова нагреть до комнатной температуры, чтобы высвободить молекулы воздуха из пористого материала, когда он насыщается молекулами воздуха.

Безмасляный вакуумный поршневой насос

Безмасляный вакуумный насос используется там, где недопустимы выхлопные газы. Безмасляные вакуумные насосы часто используются в лабораториях и чистых помещениях.

Преимущества безмасляного вакуумного поршневого насоса

Безмасляный насос не выделяет в помещение масляный или водяной туман, поэтому его можно эксплуатировать в закрытом помещении.Выхлопные газы, выбрасываемые пластинчато-роторным насосом, могут скапливаться и оседать или осаждаться на окружающих его поверхностях, в результате чего в окружающей среде образуются отложения, которые могут загрязнить помещение.

Еще одним преимуществом является то, что техническое обслуживание безмасляных насосов немного проще, так как не нужно следить за маслом и доливать его.

Недостатки безмасляного вакуумного поршневого насоса

Безмасляный вакуумный насос не обеспечивает высокого вакуума. Безмасляные поршневые насосы рассчитаны на абсолютное давление от 5 до 60 Торр. Это на два порядка ниже, чем у роторно-пластинчатого насоса.

Безмасляный поршневой насос также имеет более низкий CFM, чем пластинчато-роторный насос. Типичный рабочий объем свободного воздуха безмасляного поршневого насоса составляет от 0,55 до 3,5 кубических футов в минуту.

Наконец, по сравнению с пластинчато-роторным насосом безмасляный поршневой насос будет стоить лишь немногим меньше промышленного пластинчато-роторного насоса и в несколько раз дороже экономичного пластинчато-роторного насоса.

Соединительное оборудование вакуумной камеры и насоса

У вас есть очевидное узкое место, когда речь идет о скорости эвакуации и о том, как быстро вы достигаете определенного уровня вакуума.Это горлышко бутылки является вашим соединением между вакуумной камерой и вашим вакуумным насосом.

Создание вакуума — это просто перемещение молекул воздуха из вакуумной камеры к вакуумному насосу. Даже если у вас есть очень мощный вакуумный насос, если ваш вакуумный шланг не оптимизирован для производительности вашего вакуумного насоса, вы теряете большую производительность.

Соединение между вакуумной камерой и вакуумным насосом состоит из следующих частей:

1.Размер порта вакуумной камеры

Размеры портов варьируются от 1/4 дюйма NPT до NW40 (Quick Flange). Время эвакуации значительно короче с портом большего диаметра. Способ представить это состоит в том, чтобы представить двухполосное шоссе против 12-полосного, причем 12-полосное шоссе большего диаметра может проехать намного больше автомобилей, чем двухполосное шоссе.

Между большим диаметром и меньшим диаметром в грубом диапазоне вакуума от 760 Торр до, скажем, 300 Торр, производительность невелика.Однако, как только вы начнете преодолевать абсолютное давление 300 Торр, порт NW40 будет работать значительно лучше.

2. Клапан вакуумный

Это клапан, который открывается и закрывается для выпуска воздуха из вакуумной камеры. Рекомендуется, чтобы ваш вакуумный клапан был такого же или почти такого же размера, как порт вашей вакуумной камеры и ваш вакуумный шланг.

3. Вакуумный шланг

Это соединение, которое соединяет вакуумный клапан на вакуумной камере с вашим вакуумным насосом.

Внутренний диаметр вакуумного шланга и длина вакуумного шланга влияют на производительность вакуумного насоса.Чем длиннее вакуумный шланг, тем хуже становится эффективность откачки. Поэтому рекомендуется, чтобы вакуумный шланг был как можно короче; следовательно, держите вакуумный насос как можно ближе к вашей вакуумной камере.

4. Впускное отверстие вакуумного насоса

Размер вакуумного порта. Некоторые вакуумные насосы для легких условий эксплуатации имеют порт 3/8 или 1/2 дюйма с нормальной трубной резьбой. Другие более тяжелые вакуумные насосы имеют впускное отверстие NW25 или NW40. Вот почему вакуумный насос 6CFM для тяжелых условий эксплуатации с впускным портом NW25 будет работать намного лучше, чем легкий насос 6CFM с впускным портом 3/8 дюйма NPT.

Для сравнения диаметры порта 1/4 дюйма NPT и порта NW40 составляют 0,46 дюйма и 1,6 дюйма соответственно. Это означает, что порт NW40 имеет поперечное сечение, которое в 12,3 раза больше, чем порт 1/4 дюйма NPT, а это означает, что из порта NW40 может быть перемещено намного больше молекул воздуха по сравнению с соединением 1/4 NPT.

Расчет вакуумной откачки

Если вы хотите быстро рассчитать, насколько быстро вакуумный насос будет достигать заданного вакуума, воспользуйтесь нашим калькулятором вакуумной откачки.

Скорость вакуумной откачки зависит от следующих критериев:

1. Размер вакуумной камеры. Чем больше вакуумная камера, тем больше времени потребуется для достижения определенного вакуума.

2. Скорость потока вакуумного насоса – чем выше скорость потока, тем быстрее может быть достигнут определенный уровень вакуума.

3. Желаемый уровень вакуума в абсолютном давлении – чем ниже уровень вакуума, т.к. чем ниже абсолютное давление, тем больше времени потребуется для его достижения.

4.Аппаратное обеспечение для подключения — о котором мы говорили ранее в предыдущем абзаце.

Нажмите здесь, чтобы загрузить таблицу Excel с калькулятором вакуумной откачки

ЛИСТ EXCEL: Калькулятор вакуумной откачки

Чтобы рассчитать время простоя вакуумной откачки, выполните следующие действия.

ШАГ 1: Введите размеры вакуумной камеры в поля «Ширина», «Глубина» и «Высота».

ШАГ 2: Введите требуемый уровень вакуума в абсолютном давлении

ШАГ 3: Введите расход вакуумного насоса в кубических футах в минуту.

Ответ будет рассчитан для вас и показан зеленым цветом.Вы заметите диапазон в минутах. Причина, по которой это диапазон, заключается в том, что ответ является просто оценкой. Точное время эвакуации рассчитать очень сложно. Если время откачки больше, чем было рассчитано, у вас неэффективный вакуумный насос, и вам следует подумать об оптимизации вашего вакуумного насоса или соединений.

Еще один шаг, который вы, возможно, захотите сделать, — это проверить ваше соединительное оборудование, чтобы убедиться, что все подключено правильно и нет утечек. Это также включает в себя уплотнительное кольцо и структурную целостность стенок вакуумной камеры. Кроме того, убедитесь, что ваш вакуумный насос исправен и работает правильно. Одна вещь, которая также может быть причиной более длительного, чем хотелось бы, времени откачки, — это ваш прибор для измерения вакуума. У вас может быть неисправный вакуумметр, который дает вам ложные показания и, следовательно, делает вас похожим на неисправную вакуумную систему.

Короче говоря, если у вас неэффективная вакуумная система и время откачки занимает гораздо больше времени, чем теоретически целесообразно, проверьте:

1.Утечки в вашей вакуумной системе

2. Состояние вакуумного насоса

3. Ваш вакуумметр.

Как выбрать вакуумный насос

1. Абсолютный пылесос: Это может сбивать с толку, потому что некоторые указывают его как торр, мбар, дюйм ртутного столба и т. д. Убедитесь, что вы сравниваете единицы с единицами, яблоки с яблоками, апельсины с апельсинами. Предельный вакуум определяется типом и конструкцией насоса, будь то аспирационный, сорбционный, одноступенчатый или двухступенчатый пластинчато-роторный насос.

В конечном итоге это означает, что вы должны полностью понимать процесс и то, почему вы хотите достичь определенного уровня вакуума. Иногда вы хотите достичь определенного эквивалента высоты в своей камере. К счастью, вы можете приблизительно определить высоту на основе вашего уровня вакуума. У нас есть таблица, которая поможет вам в этом. Нажмите на ссылку ниже:

Таблица высоты и давления

2. Расход насоса: Опять же, некоторые указывают это как литры в минуту, кубические футы в минуту (CFM) или кубические метры в час.Чем больше камера, тем выше скорость потока, которая вам потребуется, чтобы довести вакуум до определенного уровня. Очевидно, что насос с аналогичной мощностью, но большей производительностью, сможет создавать вакуум быстрее. Но скорость потока уменьшается по мере увеличения уровня вакуума, потому что чем больше воздуха всасывается, тем труднее насосу всасывать больше воздуха.

3. Мощность насоса: Это важно, потому что, когда вы входите в более высокий вакуум, требуется большая мощность, чтобы оттянуть воздух, который теперь прилипает к стенкам камеры, от этой стены.Представьте, что капли воды удаляются пылесосом. Вы можете довольно легко удалить большие капли; меньшие прилипают к стене намного сильнее, поэтому вам нужен более мощный насос. То же самое происходит и с вакуумной камерой, только вместо воды вы вытягиваете молекулы воздуха из объема, но в основном молекулы воздуха прилипают к стенке.

4. Качество насоса: Это очень важный вопрос, который вы должны себе задать. Это потребует от вас оценки того, как вы планируете использовать помпу.Если вы собираетесь использовать помпу 10 часов в день, 7 дней в неделю, вы можете рассмотреть возможность использования вакуумной помпы непрерывного действия, так как она прослужит вам дольше и будет работать лучше в течение гораздо более длительного времени. Есть недостатки в покупке вакуумного насоса за пару сотен долларов, потому что вы получите насос более низкого качества с гораздо более коротким сроком службы. Кроме того, практически невозможно найти запасные части или ремонтные комплекты для более дешевых вакуумных насосов. Так что имейте в виду, что даже если вы думаете, что сэкономили себе 800 долларов, выбрав дешевый вакуумный насос, который вы купили за 300 долларов.На самом деле, эта помпа может выйти из строя через 3 месяца и в долгосрочной перспективе стоить вам гораздо больше, но все зависит от того, как вы собираетесь использовать помпу.

5. Работа насоса: Обязанность насоса относится к эксплуатационным возможностям насоса. Насос для легкого режима работы не может работать непрерывно, поскольку он не предназначен для этого. Насос Light Duty может работать до 15 минут в течение одного часа и не более 1 часа в день. Он предназначен для систем, которые будут использоваться экономно и время от времени. Насос среднего режима работы является опцией по сравнению с легким режимом работы и может использоваться до 30 минут в течение одного часа. Вакуумный насос средней мощности может работать по несколько часов в день в течение длительного периода времени. Тогда у вас есть мощный промышленный вакуумный насос, который может работать непрерывно 24/7.

6. Ваш бюджет: Возможно, это должно было быть помещено в начало списка; однако, поскольку речь идет о функциональности, а не финансах, он был помещен последним в этом списке.Тем не менее, стоимость вашего насоса важна. Вы хотите получить максимальную отдачу от затраченных средств, и, как вы уже заметили, цена вакуумного насоса может действительно начать расти, когда вы начнете добавлять функции, спецификации и требования.

7. Требования к вакуумной системе: Это означает, что у вас могут быть некоторые системные требования, которые не позволяют вам использовать пластинчато-роторный насос из-за выбросов масла и водяного тумана. В этом случае вам, возможно, придется использовать безмасляный вакуумный насос.Другие требования могут побудить вас использовать промышленный пластинчато-роторный насос, поскольку вы выполняете операции сушки вымораживанием. Как упоминалось ранее, вы должны полностью понимать область применения вашей вакуумной системы, чтобы иметь возможность сделать выбор вакуумного насоса. Это просто не принесет вам никакой пользы, если вы выберете неправильный вакуумный насос для работы …

Практический совет по выбору подходящего вакуумного насоса для вашей акриловой вакуумной камеры

Вообще говоря, самый высокий вакуум, который вы должны ожидать в акриловой вакуумной камере, составляет около 0.1 торр; вы можете снизить давление, если используете более мощный насос, но, как указано выше, акрил предназначен для применения в условиях низкого вакуума.

Вакуумный насос для акриловой вакуумной камеры
Вакуумный насос является единственным определяющим фактором уровня вакуума, которого вы достигнете в своей камере. Поток воздуха, а также мощность вакуумного насоса будут определять, насколько быстро и насколько высокий вакуум вы сможете создать. Хорошее эмпирическое правило — взять вакуумный объем камеры и умножить его на 2.5. Это даст вам требования CFM для вашего вакуумного насоса.

Быстрый расчет потребности в вакуумном насосе
Для объема камеры 1 куб. фут (28,13 л) или меньше рекомендуется использовать вакуумный насос в диапазоне от 1/4 до 1/3 л.с. скорость от 1,5 кубических футов в минуту (CFM) до 3,0 CFM. [Примечание: 1 кубический метр в час равен 0,588577779 кубических футов в минуту]. Более высокий объем вакуума потребует более мощного и более производительного насоса.Несмотря на то, что насосы, описанные в параграфе выше, должны работать нормально, рекомендуется установить более мощный насос. Насосы мощностью от 1/2 л.с. до 3/4 л.с. и от 3 до 5 куб. футов в минуту будут работать в этом диапазоне. Для оптимальной производительности для этого объема вакуума потребуются насосы мощностью 3/4 л. с. и выше и производительностью 7 куб. футов в минуту или выше.

Вы должны использовать приведенную ниже таблицу в качестве руководства для выбора помпы. Имейте в виду, что приведенная ниже таблица является скорее эмпирическим правилом, чем евангелием — вам следует связаться с нами, если вы не совсем уверены, какой насос использовать для вашей системы.

Объем акриловой камеры (куб. фут) Рекомендуемый вакуумный насос CFM Рекомендуемая мощность вакуумного насоса
Менее 1 3,0 или менее 0,25 (1/4) л.с. или более
от 1 до 2 от 3,0 до 5,0 0,33 (1/3) л.с. или более
от 2 до 4 от 5,0 до 7,0 0.50 (1/2) л.с. или больше
4 или более 7,0 или больше 0,75 (3/4) л.с. или больше
ПРИМЕЧАНИЕ. Таблица предназначена только для справки. Насос с более низким CFM или мощностью в лошадиных силах также выполнит свою работу, но может потребоваться больше времени для откачки до желаемого уровня вакуума.

Рекомендуемый вакуумный насос для прозрачной вакуумной камеры

Ротационно-лопастной насос подходит для 99% всех систем с акриловой вакуумной камерой.Просто выполнив быстрый поиск в Google.com по пластинчато-роторным насосам, вы обнаружите, что ваш выбор бесконечен.

Выбор вакуумного насоса полностью зависит от вас. Однако вы должны сбалансировать свой бюджет с производительностью, потому что, как и все в жизни, производительность имеет свою цену. В зависимости от того, какой уровень вакуума вы намереваетесь получить и как быстро вы хотите достичь определенного уровня вакуума, вам следует рассмотреть насосы, указанные ниже.

Приобретите наши акриловые вакуумные камеры здесь

Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в выборе вакуумного насоса

Мы делали это достаточно долго, чтобы знать, какой насос будет работать с какой акриловой вакуумной камерой. Вы всегда можете связаться с нами по вопросам, касающимся вакуумных насосов. И хотя мы сами не производим и не продаем вакуумные насосы, мы будем рады помочь вам с выбором насоса.

Некоторые из наших популярных товаров

Наши клиенты предпочитают работать с нами, потому что мы являемся экспертами в области вакуумной науки и техники. Вы должны проверить некоторые из наших других товаров, которые мы носим; Нажмите на ссылку ниже.

Компания Курта Дж. Лескера | Классификация насосов Технические примечания

Классификация насосов

Пластинчатые насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум или грубый вакуум (в зависимости от конструкции)
Метод удаления газа: Перекачка газа
Конструкция насоса: С масляным уплотнением (мокрый)

Существует два разных типа пластинчато-роторных насосов — для грубого вакуума и для грубого вакуума.Основные различия между роторно-пластинчатым механизмом для насосов грубой очистки и насосов грубой очистки заключаются в количестве лопастей, их допусках и улавливании паров выхлопного масла.

Во всех пластинчато-роторных насосах газ из камеры поступает во впускное отверстие и задерживается между лопастями ротора и корпусом насоса. Эксцентрично установленный ротор сжимает газ и направляет его к выпускному отверстию. Когда давление газа превышает атмосферное, открывается выпускной клапан и газ выбрасывается.Масло используется в качестве смазки, охлаждающей жидкости и газового герметика для лопаток. Одноступенчатые пластинчато-роторные насосы имеют предельное давление около 10 -2 Торр, а двухступенчатые лопастные насосы достигают 10 -3 Торр. Скорость откачки варьируется от 1 до 650 кубических футов в минуту, в зависимости от того, является ли насос лопастным или грубым лопастным насосом.

Насосы с лопастными лопастями используются в основном в качестве форвакуумных насосов для корней или высоковакуумных насосов для перекачки газа, таких как турбомолекулярные и диффузионные, во всех вакуумных приложениях.Насосы с лопастями грубой очистки используются для сушки вымораживанием, вакуумной фильтрации, вакуумной пропитки, обработки материалов, упаковки мяса и «домашних» вакуумных систем.




Мембранные насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Гибкая металлическая или полимерная диафрагма герметизирует небольшой объем с одного конца.На другом конце находятся два подпружиненных клапана, один из которых открывается, когда объемное давление падает ниже «внешнего» давления, а другой открывается, когда объемное давление превышает «внешнее» давление. Кулачок на валу двигателя быстро изгибает диафрагму, вызывая перенос газа в один клапан и наружу из другого.

Мембранные насосы часто имеют две последовательные ступени — для создания более низкого вакуума или параллельные, чтобы обеспечить более высокую скорость откачки. Как правило, диафрагменные насосы имеют низкую скорость откачки (<10 куб. футов в минуту) и создают низкий предельный вакуум (от 1 Торр до 10 Торр).Однако они выбрасывают воздух в атмосферу, а их низкая стоимость делает их привлекательными форвакуумными насосами. В частности, гибридные насосы были разработаны для работы с мембранными насосами низкого давления на форвакуумной линии. Мембранные насосы также используются для простой вакуумной фильтрации, тонкопленочного испарения, дистилляции, сушки геля, а также для перемещения проб в газоанализаторах, мембранной фильтрации и экстракции проб.




Криосорбционные насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Криосорбционные насосы представляют собой трубки с закрытыми концами, заполненные гранулами молекулярных сит.Трубы часто имеют внутреннее оребрение или повторно входящие для облегчения теплопередачи. Насосное действие создается за счет охлаждения молекулярного сита с LN 2 в окружающем сосуде Дьюара. Криосорбционный насос правильного размера откачивает камеру из атмосферы примерно до 10 -4 торр за несколько минут. Но это разовая операция, и насос нуждается в регенерации перед дальнейшим использованием. Для достижения самых низких давлений последовательно работают два или более криосорбционных насоса.Они недорогие, безотказные и абсолютно сухие. До появления сухих механических насосов они часто использовались для начальной предварительной очистки систем сверхвысокого вакуума с ионными насосами, которые редко вентилировались. Их простые продувочные резиновые запорные клапаны делают первую часть регенерации автоматической. Более эффективная регенерация требует нагрева одного насоса, пока его качает другой.




Поршневые поршневые насосы

Поршневые поршневые насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Механизм, запатентованный CSIRO Australia, перемещает возвратно-поступательный поршень в металлическом цилиндре, покрытом стенкой из композитного ПТФЭ, отшлифованной до 3-микронного покрытия. Комбинация тарельчатых и золотниковых клапанов, аналогичная по концепции 4-тактным и 2-тактным двигателям внутреннего сгорания, направляет поток газа в цилиндр и из него. Насосы имеют до 4 ступеней, часто соединенных параллельно или последовательно для достижения предельного вакуума 2 x 10 -2 торр или скорости откачки от 6 до 32 кубических футов в минуту при откачке при атмосферном давлении. Они используются в чистых, сухих помещениях, не содержащих агрессивных газов, водяного пара или пыли.Типичным применением является блокировка черновой нагрузки в системах обработки MBE и UHV.




Спиральные насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Две открытые спиральные металлические полоски вложены друг в друга. Одна спираль неподвижна, а другая «вращается» — ее центральная точка описывает небольшой круг, но спираль не вращается. Когда движущаяся спираль движется по орбите, она касается неподвижной спирали в постоянно меняющихся положениях. Форма спиралей означает, что в одной точке орбиты имеется открытый (в форме полумесяца) объем, соединенный с входным отверстием. Чуть позже на орбите соединение с входным отверстием закрывается, задерживая объем газа. Продолжение движения по орбите приводит к уменьшению этого объема, сжатию газа до тех пор, пока он не достигнет минимального объема и максимального давления в центре спиралей, где находится выходное отверстие.В этом орбитальном положении вход снова соединен с большим открытым объемом. Как правило, две такие вложенные друг в друга спиральные ступени устанавливаются последовательно, создавая предельный вакуум в диапазоне 10 -2 торр и скорость откачки примерно 12–25 кубических футов в минуту при откачке при атмосферном давлении. Спиральные насосы используются в чистых, сухих процессах и в качестве сухих форвакуумных насосов для высоковакуумных насосов. Они не должны использоваться вне диапазона температур окружающей среды 5–40º C.




Винтовые насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Два вращающихся в противоположных направлениях левого и правого «винта» зацепляются друг с другом, но не соприкасаются.Когда винты вращаются с небольшой скоростью (3600 об/мин), газ переносится с одного конца конструкции на другой. Механизм создает предельное давление в диапазоне 10 -3 торр, но может работать с входом при атмосферном давлении. Доступны скорости откачки от 30 до 318 кубических футов в минуту. Конструкционные материалы выбраны таким образом, чтобы винтовой насос мог работать в агрессивных средах с агрессивными газами и твердыми частицами, присутствующими в процессах травления полупроводников и CVD.Они также используются для предварительной сухой, высоковакуумной перекачки насосов или начальной откачки улавливающих насосов.




Крючковые и кулачковые насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Две вращающиеся в противоположных направлениях крыльчатки, которые в поперечном сечении выглядят как когти, входят в зацепление по своей длине, не соприкасаясь.Вращательное действие мало чем отличается от кулачкового насоса, но впускное и выпускное отверстия кулачкового насоса находятся в торцевой стенке корпуса и закрыты или открыты концом вала рабочего колеса. Одним из преимуществ этого насоса является его способность работать с высокотемпературными газами, что обеспечивает хорошие характеристики откачки водяного пара. Конструктивные особенности, такие как подача сжатого воздуха в подшипники, обеспечивают защиту от твердых частиц или агрессивного газа. Кулачковые насосы имеют предельное давление чуть ниже 10 -1 торр и скорость откачки от 50 до 250 кубических футов в минуту при выпуске до атмосферного давления. Кулачковые насосы используются в суровых промышленных условиях, особенно при обработке полупроводников для кулачковых насосов и там, где высокое содержание водяного пара.




Роторно-поршневые насосы

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: с масляным уплотнением (мокрый)

Этот механизм лучше всего подходит для перекачивания больших объемов газа при давлении ниже 0.1 торр. Механизм сложный, но прочный и выдерживает большие нагрузки. Газ из камеры поступает в корпус насоса через золотниковый клапан. Цилиндр, установленный эксцентрично, качается (вращается) внутри корпуса насоса, не вращаясь. Он сжимает газ через выпускной клапан в атмосферу. Вращающиеся поршни широко используются для поддержки больших насосов Рутса и / или диффузионных насосов, прикрепленных к промышленным вакуумным печам.




Насосы Roots (роторные)

Уровень вакуума: Грубый вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: с масляным уплотнением (мокрый)

Действие корней (или вращающихся лепестков) отлично подходит для перемещения огромных количеств газа при давлении от 0,01 до 10 торр. В поперечном сечении два лепестка представляют собой восьмерки, которые входят в зацепление, не касаясь друг друга, и вращаются в противоположных направлениях для непрерывной передачи газа в одном направлении через насос.Степень сжатия (давление на выходе, деленное на давление на входе) составляет от 10 до 100, а одноступенчатые лопастные насосы должны поддерживаться пластинчато-роторными или поршневыми насосами. Степень сжатия также зависит от молекулярной массы газа, более высокие скорости легких газов позволяют им легче возвращаться в камеру. Предельное давление насоса обычно составляет 10 -4 Торр, когда насос поддерживает давление 10 -3 Торр. Насосы Рутса справляются с очень высокими нагрузками по газу и быстро задействуют большие камеры периодического процесса.Им отдают предпочтение в процессах с высокой пропускной способностью, таких как диффузионное соединение, дистилляционные колонны и линии изготовления интегральных схем.

Насосы Рутса и насосы высокого давления

Диапазон давления Рутса составляет от ~20 Торр до ~10 -4 Торр. Откачка камеры из атмосферы приводит к двум неочевидным проблемам:

  • Эксплуатация Roots на полной скорости приводит к выделению тепла (за счет сжатия газа) и требует уровня мощности, при котором двигатель повреждается.
  • Отключение помпы приводит к значительным потерям проводимости.

Производители корней противодействуют этим проблемам тремя способами.

  1. Двигатель с переменной скоростью контролируется, а контур обратной связи поддерживает его мощность на приемлемом уровне во избежание перегрева. По мере снижения давления та же мощность вращает роторы быстрее. При ~ 20 Торр роторы работают на полной скорости.
  2. Насос работает на полной скорости.Однако (автоматический) «обратный» перепускной клапан соединяет стороны ниже и выше по потоку. Если давление на выходе слишком высокое, клапан открывается, и газ течет обратно на сторону вверх по потоку, эффективно уравновешивая давление. При ~ 20 Торр давление на выходе уже недостаточно велико, чтобы заставить клапан открыться.
  3. Двигатель работает на полной скорости, но его и роторы соединяет гидропривод. При высоком давлении роторы не могут вращаться со скоростью двигателя, и в гидравлическом приводе возникает проскальзывание.При ~ 20 Торр роторы работают на полной скорости.


Диффузионные насосы

Уровень вакуума: Высокий вакуум
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: с масляным уплотнением (мокрый)

Диффузионные насосы были первыми работающими высоковакуумными насосами. Диффузионные насосы работают путем кипячения нереакционноспособной жидкости с низким давлением пара, высокой молекулярной массой и нагнетания плотного потока пара вверх по центральной колонне и наружу в виде конической паровой завесы через струи, направленные под углом вниз.Молекулы газа из камеры случайным образом попадают в завесу и толкаются к котлу за счет передачи импульса от молекул жидкости. Когда паровая завеса достигает холодной стены, изменение температуры примерно на 200–250°С немедленно возвращает ее в жидкую форму при низком давлении пара. Насосы малого (1 дюйм) и большого (36 дюймов) диаметра обеспечивают максимальный вакуум в диапазоне 10 -4 Торр. Насосы среднего размера с ловушкой LN 2 достигают диапазона 10 -7 Торр.Скорость откачки варьируется от 30 л/с до 50 000 л/с.

Диффузионные насосы выдерживают условия эксплуатации (например, избыток частиц или реактивных газов), которые могут вывести из строя другие высоковакуумные насосы. Они имеют высокую скорость откачки при относительно низкой стоимости, не имеют вибрации и шума. К сожалению, они постоянно возвращают масляные пары и мгновенно превращают простую ошибку в серьезную системную аварию с маслом повсюду. По этой причине популярность диффузионных насосов снизилась, но они по-прежнему используются в приложениях, требующих огромных скоростей откачки, таких как системы молекулярных пучков, крупномасштабная обработка в вакуумных печах и камеры моделирования космического пространства.




Турбомолекулярные насосы

Уровень вакуума : Высокий вакуум и сверхвысокий вакуум (зависит от конструкции)
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Турбонасосы, как их обычно называют, напоминают реактивные двигатели. Набор роторов, каждый из которых имеет несколько наклонных лопастей, вращается с очень высокой скоростью между пакетом статоров.Молекулы газа, случайным образом попадающие в механизм и сталкивающиеся с нижней стороной вращающейся лопасти ротора, получают импульс к выхлопу насоса. Степень сжатия для N 2 по насосу может превышать 10 8 . То есть, если парциальное давление в передней линии 10 -4 Торр, то парциальное давление в камере может быть в 10 -12 Торр, в 10 8 раз ниже. (Фактическое парциальное давление зависит от многих факторов, не связанных со степенью сжатия.) Степень сжатия для H 2 и He намного ниже, иногда меньше 10 3 , что говорит о том, что турбомеханизм сам по себе не подходит для создания низкого давления в камере, когда присутствуют H 2 или He.

Предельный вакуум большинства турбин находится между 10 -7 Торр и 10 -10 Торр. Однако сверхвысокое давление достигается за счет поддержки большого турбокомпрессора небольшим турбокомпрессором (который, в свою очередь, поддерживается механическим насосом).Скорость турбонасоса варьируется от 50 л/с до 3500 л/с для обычных коммерческих насосов. При правильной эксплуатации и вентиляции турбомеханизм предотвращает обратный поток паров от смазанных подшипников ротора. Для действительно сухих камер используется турбонагнетатель с подшипниками на магнитной подвеске, поддерживаемый сухим механическим насосом. При надлежащей вентиляции турбомеханизм останавливается менее чем за минуту, что может означать, что вентиляция камеры выполняется без необходимости в клапане, разделяющем насос и камеру.Кроме того, отдельная линия черновой обработки обычно не требуется, потому что камера может быть черновой через стационарную или ускоряющую турбину.

Турбонасосы используются во всех вакуумных приложениях от 10 -4 до 10 -10 торр и заменяют диффузионные насосы в качестве обычных рабочих лошадок. Турбонасосы не используются в пыльных процессах или в процессах, для которых небольшая высокочастотная вибрация может быть проблемой. Однако некоторые турбонасосы сконструированы так, чтобы противостоять коррозии от реактивных газов.




Молекулярные драг-насосы

Уровень вакуума : Высокий вакуум и сверхвысокий вакуум (зависит от конструкции)
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Насос скребкового типа имеет гладкий высокоскоростной трубчатый ротор, закрытый на верхнем конце и вращающийся между близко расположенными цилиндрическими стенками, одной снаружи и одной внутри ротора.Неподвижные стенки имеют винтовые канавки на поверхности, обращенной к ротору. Ротор приводится в движение с тангенциальными скоростями, приближающимися к средней скорости молекул газа. Насосное действие вызвано передачей импульса от ротора к молекулам газа со спиральными канавками, обеспечивающими предпочтительное направление потока к выпускному отверстию. Его степени сжатия обычно составляют 10 9 для N 2 , 10 3 для He и 10 3 для H 2 .Но низкая скорость откачки механизма (менее 10 л/с) означает, что предельный вакуум может составлять всего 10 -6 торр. Максимальное постоянное давление на входе составляет 0,1 торр, но давление на выходе может достигать от 10 до 40 торр. То есть диафрагменный насос является адекватным форвакуумным насосом. Скребковые насосы используются там, где требуются относительно низкая стоимость, низкая скорость откачки и умеренный предельный вакуум.




Гибридные турбонасосы

Уровень вакуума : Высокий вакуум и сверхвысокий вакуум (зависит от конструкции)
Метод удаления газа: Перенос газа
Конструкция насоса: Сухой

Гибридный насос (также называемый комбинированным насосом или иногда просто турбонасосом) объединяет входную ступень стандартного турбонасоса с выходной ступенью скребкового насоса. Полученный гибрид имеет гораздо более высокую скорость откачки, чем молекулярный насос, но работает при высоком форвакуумном давлении, часто требуя только диафрагменного насоса. Степень сжатия для гибридных насосов может достигать 10 10 для N 2 и более 10 4 для H 2 . Их предельное давление составляет 10 -11 торр при поддержке насоса, дающего низкое форвакуумное давление, а скорость откачки колеблется от 50 л/с до 3200 л/с.

Гибридный насос, по-видимому, быстро заменяет обычный турбонагнетатель во всех приложениях для исследований и разработок, требующих 10 -9 торр, и криогенный насос в технологических приложениях, для которых время регенерации крионасоса неприемлемо.Гибридные насосы с подшипниками на магнитной левитации действительно сухие, а отсутствие в них смазанных «физических» опорных поверхностей позволяет им адаптироваться к довольно агрессивным средам.




Криогенные насосы

Криогенные насосы

Уровень вакуума : Высокий вакуум и сверхвысокий вакуум (зависит от конструкции)
Метод удаления газа: Улавливание газа
Конструкция насоса: Сухой

Криогенные насосы (обычно называемые крионасосами) в принципе аналогичны криосорбционным насосам, за исключением того, что они работают при более низких температурах. По сути, это три поверхности. Внешняя поверхность, выдерживающая температуру 80 К и имеющая оптически непрозрачную шевронную перегородку, перекачивает в основном водяной пар. Он окружает (и теплоизолирует) внутреннюю поверхность в форме перевернутой чаши с температурой от 15 до 20 К, которая улавливает обычные атмосферные газы. Нижняя сторона чашки покрыта активированным углем и обеспечивает откачку водорода. Все поверхности охлаждаются гелиевым криокомпрессором замкнутого цикла, соединенным с насосом изолированными трубками.Крионасосы особенно подходят для перекачки атмосферных газов и паров с высокой температурой плавления (H 2 O) в диапазоне от 10 -6 до 10 -9 Торр. Основными недостатками являются плохая прокачка гелия и вибрация, передающаяся от компрессора.

Этот механизм менее подвержен эксплуатационным ошибкам, чем другие высоковакуумные насосы. При воздействии на камеру, когда количество газа (давление x объем) превышает рекомендуемое производителем число, насос просто нагревается, временно теряя способность перекачивать. После снижения газовой нагрузки и охлаждения насоса он снова готов к работе. Количество газа, откачиваемого до необходимости регенерации, варьируется от нескольких сотен атм. литров для Ar до нескольких атм. литров для H 2 .

Крионасосы нашли большой успех в неагрессивных полупроводниковых процессах, где необходимы безмасляная работа и высокая скорость откачки.




Ионные насосы

Уровень вакуума: Сверхвысокий вакуум
Метод удаления газа: Улавливание газа
Конструкция насоса: Сухой

Ионные насосы являются основным выбором для всех камер сверхвысокого вакуума.Они чистые, пригодны для нагрева, не подвержены вибрации, работают от 10 -6 Торр до 10 -11 Торр с низким энергопотреблением и имеют длительный срок службы. Все ионные насосы имеют одни и те же основные компоненты: параллельный ряд коротких трубок из нержавеющей стали, две пластины (Ti или Ta), расположенные на небольшом расстоянии от открытых концов трубок, и сильное магнитное поле, параллельное осям трубок.

Электроны с (катодных) пластин движутся по тесным винтовым траекториям в магнитном поле через (анодные) трубки.Когда молекула газа ионизируется электроном в трубке, она сильно притягивается к катоду, который ударяется с силой, достаточной для распыления титана. Напыленный Ti покрывает все: трубы, пластины и корпус насоса. Возможны несколько механизмов откачки, включая химическую реакцию (геттерное действие), ионное захоронение и нейтральное захоронение (последние два объясняют способность насоса перекачивать инертные газы).

Характеристики ионного насоса определяются материалом пластины, ее физической формой и подаваемым напряжением.В «диодном» насосе титановые пластины заземлены, а трубки имеют высокое положительное напряжение.
Диод имеет высокую скорость откачки для H 2 , O 2 , N 2 , CO 2 , CO и других газообразующих газов. Насос с «благородным диодом» имеет то же электропитание, что и диод, но одна титановая пластина заменена на Та. Это снижает скорость откачки насоса H 2 , но обеспечивает более высокую скорость откачки и большую стабильность для Ar и He.В «триодном» насосе пластины каким-либо образом имеют прорези или отверстия и подключены к высокому отрицательному напряжению. И трубки, и корпус насоса (выступающий в качестве третьего электрода) заземлены. Напылением пластин с прорезями Ti осаждается не только на трубках и пластинах, но и на корпусе насоса. Инертные газы и метан, залегающие на корпусе, менее подвержены последующей ионной бомбардировке даже при высоких давлениях, когда пластины сильно бомбардируются.




Титановые сублимационные насосы

Уровень вакуума: Сверхвысокий вакуум
Метод удаления газа: Улавливание газа
Конструкция насоса: Сухой

Титановые сублимационные насосы (сокращенно Ti Sub Pumps) представляют собой испаряемые геттерные насосы.Термин геттер применяется к любому активному металлу, который химически реагирует с газами с образованием стабильного нелетучего продукта. Существует два типа геттеров: испаряющиеся и неиспаряющиеся. Оба используются в качестве устройств для увеличения вакуума – они поддерживают или улучшают уровень вакуума, достигаемый каким-либо другим насосным механизмом высокого вакуума или сверхвысокого вакуума.

Титановые сублимационные насосы используют несколько тонкопленочных испарений, чтобы поддерживать активность поверхности. Скорость их откачки зависит от площади поверхности геттерной пленки.Титановые насосы H 2 , O 2 , N 2 и H 2 O хорошо работают, но не действуют на инертные газы или метан. Он используется от 10 -6 торр до сверхвысокого вакуума для удаления остаточного газа H 2 , часто в качестве дополнения к ионному насосу. Неблагоприятное воздействие пленки Ti на любой электрический изолятор является серьезным недостатком. Здесь используются неиспаряющиеся геттерные насосы, такие как геттерные пленки из Zr-Al-Fe.

Факторы, которые следует учитывать при выборе вакуумных насосов

Когда приходит время выбирать новый вакуумный насос или насосный агрегат, будь то новая система или модернизация существующей, важно учитывать несколько ключевых факторов. Они определяют тип насоса или насосов и их требуемую производительность.

На общую эффективность и возможности вакуумного насоса влияют различные факторы. Каждый насос требует своих условий процесса, имеет свой рабочий диапазон и предлагает свои преимущества и ограничения. Эти характеристики зависят от четырех факторов:

    • Уровень вакуума и скорость откачки
    • Влияние процесса или приложения на насос
    • Влияние насоса на процесс или приложение
    • Стоимость и обслуживание
Уровень вакуума и скорость откачки

Уровень вакуума и скорость откачки имеют решающее значение.
Он влияет на все остальные факторы.Типичные классы и диапазоны включают:

  • Предварительный вакуум:  от 10  3  мбар до 1 мбар
  • Средний вакуум: от 1 мбар до 10  -3  мбар
  • Высокий вакуум :  10  -3  мбар до 10  -7  мбар
  • Сверхвысокий вакуум:  10  -7 мбар до 10  -12 мбар
  • Сверхвысокий вакуум: менее 10  -12  мбар
Скорости откачки

Скорость откачки форвакуумных насосов измеряется в м 3 ч -1 , а для высоковакуумных насосов используется л/с: 1 м 3 ч -1 = 3. 6 л/с

При выборе правильной скорости откачки необходимо учитывать два фактора:

  • Время откачки перед запуском процесса – оно должно быть как можно короче для минимизации производственных затрат
  • Технологические потоки – здесь скорость откачки должна поддерживать соответствующее давление при использовании технологических газов.

В зависимости от целевого уровня вакуума и времени откачки может потребоваться сочетание различных технологий вакуумных насосов .

Насосы форвакуумные — работающие в диапазоне грубого и среднего вакуума.Эти типы насосов работают, сжимая газы, а затем выбрасывая их в атмосферу. Области применения включают упаковку пищевых продуктов, термообработку и сушку вымораживанием

.

Насосы высокого и сверхвысокого вакуума , такие как турбонасосы и диффузионные насосы, работают только в сочетании с форвакуумным насосом и работают методом молекулярного переноса. Области применения включают нанесение покрытий, металлургию и анализ

Ионные, неиспаряющиеся геттерные насосы и крионасосы работают за счет улавливания газов. В случае крионасоса это достигается за счет замораживания газов. Эвакуация и периодическая форэвакуация необходимы на определенных этапах. Приложение будет включать исследования и разработки, высокоэнергетические лучевые линии и космическое моделирование.

Связанный: Присоединяйтесь к нашей группе пользователей виртуальных вакуумных насосов и общайтесь с другими пользователями вакуума, чтобы внедрять инновации в мире вакуумных насосов и вакуумных приложений. Нажмите кнопку ниже и получите эксклюзивные приглашения на наши онлайн-мероприятия и получите доступ к глобальной сети ученых Leybold Vacuum.

Влияние процесса или применения на насос

Влияние технологических процессов на насосы играет ключевую роль при выборе. Тип применения требует тщательной оценки выбранной технологии насоса. Такие соображения:

  • Пыль или мусор от процесса
  • Агрессивные газы, такие как хлор или кислотные смеси в присутствии водяного пара
  • Высокая производительность по газу
  • Частая вентиляция
  • Механические механизмы и амортизаторы
  • Вибрации
  • Тепловое излучение насоса
  • Частичное или рентгеновское излучение
  • Магнитные и электрические поля
Влияние насоса на процессы или приложения

Не менее важна оценка влияния вакуумного насоса на применение или процесс. Несколько переменных могут повлиять на выбор вакуумного насоса, включая, но не ограничиваясь:

  • Выбросы нефти или углеводородов или обратный поток
  • Вибрации, производимые/вызванные насосом
  • Шум
  • Магнитные поля, создаваемые насосом (редко)
  • Тепловое излучение
  • Потребление энергии

Связанный:  Узнайте о том, как вакуумные насосы повлияли на пищевую промышленность, в нашем блоге «Влияние вакуумного насоса — революционная упаковка пищевых продуктов».

Форвакуумные насосы

Существует несколько типов форвакуумных насосов

  • Пластинчато-роторные насосы с масляным уплотнением
  • Спиральные насосы
  • Мембранные насосы
  • Винтовые насосы

Роторно-лопастная технология является популярным выбором для приложений со средним вакуумом, но при этом наблюдается обратный поток масла. Это может быть проблемой, если процесс чувствителен к загрязнениям, например, при прецизионном нанесении покрытия. Если для применения требуется диафрагма без масла, то, в частности, подойдут спиральные насосы.Однако оба они имеют более низкую скорость откачки, чем пластинчато-роторный насос, в то время как спиральный насос может генерировать частицы из своих концевых уплотнений и лучше всего подходит для щадящих применений. Кроме того, мембранные насосы имеют плохое базовое давление.

Для высоких скоростей откачки с хорошим базовым давлением добавление насосов Рутса в сочетании с пластинчато-роторным насосом увеличит скорость откачки, но обратная струя масла все равно будет происходить. Винтовые сухие насосы представляют собой безмасляный вариант с высокой скоростью откачки даже без использования дополнительного насоса Рутса, а также могут работать в сложных технологических процессах

Если процесс представляет собой высокий вакуум, имеется несколько вариантов дополнительного насоса

  • Диффузионные насосы
  • Турбомолекулярные насосы
  • Насосы с ловушками, включая крионасосы.

И диффузионные насосы, и турбонасосы имеют одинаковое базовое давление. Как и в случае с насосами RV, диффузионные насосы являются источником загрязнения маслом, но обеспечивают высокую скорость откачки. Турбомолекулярные насосы предлагают безмасляный выбор. Однако максимальная скорость откачки самого большого турбонагнетателя составляет всего около 5% от скорости большого диффузионного насоса.

Для процессов, требующих большой производительности в диапазоне высокого вакуума, подобных диффузионному насосу, но без проблемы загрязнения маслом, может подойти крионасос, в котором газы улавливаются при низкой температуре.Этим насосам не требуется форвакуумный насос во время работы, но потребуется форвакуумный насос для регенерации, частота которой зависит от технологического процесса.

Связанный:  Ознакомьтесь с нашим ассортиментом вакуумных насосов на странице продукта Leybold.

 
Стоимость и обслуживание

Помимо первоначальных капитальных затрат существуют затраты, связанные с эксплуатацией и обслуживанием (обслуживанием).

Эксплуатация диффузионного насоса, вероятно, будет более дорогостоящей по сравнению с турбомолекулярным насосом с точки зрения энергии и охлаждающей воды.Диффузионные насосы могут работать в более грязных промышленных процессах, тогда как турбонасосы используются в основном в чистых процессах.

Крионасосы имеют характеристики, аналогичные диффузионным насосам, не содержат масла и требуют меньше энергии, но также не подходят для грязных промышленных процессов.

 

Заключительные мысли

Чтобы сделать правильный выбор насоса для эффективного создания вакуума, необходимо понимать, как насосы влияют на процессы, а процессы влияют на насосы.Необходимый уровень вакуума, скорость откачки и эксплуатационные расходы, а также техническое обслуживание также влияют на выбор вакуумного насоса.

Выбор неправильного насоса может быть дорогостоящим и потенциально опасным для вашей работы, если насос не работает должным образом. И никакое количество чтения не заменит быструю встречу с командой, которая может ответить на все вопросы, возникающие даже при самом тщательном исследовании. Протяни руку и давай пообщаемся. Нажмите кнопку ниже и убедитесь, что вы сделали правильный выбор с помощью нашей команды ведущих экспертов в области вакуумных технологий.

 

Лабораторные вакуумные насосы | Welch вакуумные продукты

Являясь уважаемым мировым лидером в области лабораторных вакуумных технологий, компания Welch известна своим ориентированным на решения опытом в области создания вакуума в целом и лабораторных вакуумных насосов в частности.

Обслуживая множество лабораторий и производителей оборудования по всему миру, мы повышаем ценность бизнеса и рабочих процессов наших клиентов с помощью уникальных решений для конечных пользователей и инновационных продуктов OEM.Благодаря разнообразию предлагаемых технологий лабораторных вакуумных насосов, таких как пластинчато-роторные насосы и диафрагменные насосы, мы можем предоставить наилучшее решение, адаптированное к вашим лабораторным задачам, чтобы вы могли работать с максимальной отдачей.

В дополнение к лабораторным вакуумным насосам компания Welch Vacuum предлагает современные продукты для измерения и контроля вакуума, масло для вакуумных насосов и запасные части. Наши уважаемые клиенты и деловые партнеры извлекают выгоду из нашего исключительного обслуживания, ценных программ обучения и быстрой и опытной технической поддержки.

С нашими ключевыми линейками продуктов, начиная от пластинчато-роторных вакуумных насосов, диафрагменных вакуумных насосов и систем, вакуумных насосов WOB-L, настольных воздуходувных систем до вакуумного оборудования и принадлежностей для насосов, мы предлагаем большой ассортимент лабораторных вакуумных насосов, адаптированных к вашим потребностям. потребности.

Все вакуумные применения, такие как сублимационная сушка, центробежные концентраторы, вакуумная фильтрация, вакуумные печи и многие другие, хорошо знакомы нашему отделу продаж, специалистам по применению и техникам по обслуживанию.Наши аксессуары для насосов позволяют дополнительно адаптировать наши решения к вашим лабораторным вакуумным приложениям.

Наше стремление к разработке новых технологий, привлечение высококвалифицированных специалистов и обширные испытания в наших собственных лабораториях гарантируют, что мы удовлетворяем все требования наших клиентов – как сейчас, так и в будущем.

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно наших лабораторных вакуумных насосов или других лабораторных вакуумных продуктов, наши эксперты Welch Vacuum всегда готовы помочь вам.

Благодаря нашему глобальному присутствию наши вакуумные насосы можно найти во многих лабораториях по всему миру.

Найдите свой идеальный вакуумный насос

Основываясь на различных технологиях, мы различаем восемь типов вакуумных насосов:

Роторно-лопастные вакуумные насосы с масляной смазкой
Роторно-пластинчатая технология обеспечивает технически простую конструкцию вакуумных насосов. Стабильно высокий уровень вакуума при непрерывной работе обеспечивается за счет циркуляционной смазки, идеально подобранных материалов и современного и точного производства. Стандартный маслоотделитель обеспечивает чистый и безмасляный выхлоп благодаря сложной системе извлечения со встроенным возвратом масла. При оснащении дополнительным газобалластным клапаном можно перерабатывать даже большие объемы пара. Обратный клапан на входном фланце предотвращает обратный поток воздуха в вакуумную камеру, когда вакуумный насос выключен.

Сухие кулачковые вакуумные насосы
В кулачковых вакуумных насосах два когтеобразных ротора вращаются внутри корпуса в противоположных направлениях.Благодаря форме этих кулачковых роторов воздух или газ всасываются, сжимаются и выпускаются. Кулачковые роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с цилиндром, в котором они вращаются. Малые зазоры между кулачковыми роторами и корпусом оптимизируют внутреннее уплотнение и гарантируют стабильно высокую скорость откачки. Редуктор синхронизации обеспечивает точную синхронизацию кулачковых роторов.

Сухие винтовые вакуумные насосы
Сухие винтовые вакуумные насосы работают с двумя винтовыми роторами, вращающимися в противоположных направлениях. Перекачиваемая среда захватывается между отдельными винтообразными роторами, сжимается и затем транспортируется к газовому разряду. В процессе сжатия винтовые роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с цилиндром. Это означает, что в камере сжатия нет необходимости в смазке или рабочих жидкостях.

Вакуумные усилители
В корпусе роторных вакуумных усилителей два кулачка вращаются синхронно. Благодаря особому профилю вращающихся кулачков и их точному изготовлению они не соприкасаются друг с другом или с корпусом.Это позволяет перекачивать среду без использования каких-либо рабочих жидкостей. Синхронное вращение кулачков осуществляется парой зубчатых колес, расположенных на концах вала в редукторе и отделенных от камеры сжатия.

Сухие роторно-пластинчатые вакуумные насосы
Эти вакуумные насосы работают по проверенной пластинчато-роторной технологии. Благодаря самосмазывающимся лопастям ротора рабочая жидкость не требуется. Сжатие происходит как часть полностью сухого процесса. Стабильно высокий уровень вакуума при непрерывной работе гарантируется благодаря идеально подобранным материалам, специальным графитовым лопастям в камере сжатия, эффективному отводу тепла, а также современному и точному производству.

Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы
Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы имеют эксцентрично установленное рабочее колесо. Жидкостное кольцо образовано рабочей жидкостью (обычно водой), вращающейся концентрически в его корпусе. Технологический газ поступает через всасывающий патрубок, проходит между лопатками рабочего колеса и сжимается перед выпуском через нагнетательный патрубок вместе с некоторым количеством рабочей жидкости.Вакуумный насос может работать с рециркуляцией воды, открытым или закрытым контуром.

Спиральные вакуумные насосы
Спиральные вакуумные насосы состоят как из неподвижной, так и из вращающейся спирали. По мере движения спирального витка на входе в насос образуются пустоты, всасывающие газ. По мере дальнейшего движения ротора газ непрерывно сжимается до тех пор, пока не выбрасывается в атмосферу на выходе из насоса.

Диффузионные вакуумные насосы
Конструкция диффузионного вакуумного насоса состоит из масляного котла, соединенного с центральным многоступенчатым струйным агрегатом.Нагретое масло выбрасывается из струйного узла со сверхзвуковой скоростью, а молекулы технологического газа увлекаются потоком струи масла и переносятся через корпус насоса под действием импульса более тяжелых молекул масла. Этот процесс перемещает молекулы газа от входного фланца низкого давления к форвакуумному порту диффузионного насоса, где масло конденсируется и возвращается в котел, а молекулы технологического газа удаляются форвакуумным насосом.

Вакуумные насосы – обзор

IV Скорость откачки и время откачки

Скорость S любого вакуумного насоса может быть определена как скорость, с которой насос удаляет газ из системы.Эта скорость может быть выражена в граммах или литрах в секунду. Если P — это давление на входе в насос, то объемный расход через насос при давлении P равен Q / P [см. (5)], и, следовательно,

(30)S=Q/P литров/сек−1

Это определение скорости откачки может быть применено к механическому, диффузионному, ионному или криогенному насосу или даже к отверстию, соединяющему вакуумную систему при давление P в область более низкого давления.Однако скорость накачки не следует путать с проводимостью, которая измеряется в тех же единицах. Проводимость подразумевает градиент давления по геометрическому расположению, через которое проходит газовый поток [уравнение. (4)], тогда как скорость откачки может быть определена в любой плоскости системы и представляет собой просто объем газа, протекающего через плоскость в секунду, измеренный при давлении, равном давлению в плоскости.

Скорость большинства насосов почти постоянна в широком диапазоне давлений. Однако существует нижний предел давления, достигаемого данным насосом, и по мере приближения к этому предельному давлению скорость падает.

Небольшое количество газа, возвращающегося в систему, определяет этот предел низкого давления. Предположим, что насос имеет фиксированную собственную скорость откачки S 0  =  Q / P p , не зависящую от давления на входе в насос P p , и постоянную малую утечку газа10 3 1q 1 903 обратно в систему также независимо от давления. Эффективная скорость откачки S p на входе в насос составляет

(31)Sp=Q−qPp=S0(1−qQ)

При достижении предельного давления Q будет равно на утечку q ; таким образом, S 0  =  Q / P p  =  q / P a .Делая эти замены в уравнении. (31) дает

(32)Sp=S01−Pa/Pp

Здесь S p – эффективная скорость откачки при давлении P p насоса с собственной скоростью S 93071 0 90 и предельное давление P a . Как показано на рис. 4, это упрощенное уравнение приблизительно представляет скоростную характеристику механического насоса.

РИСУНОК 4. Кривые характеристики скорость-напор для одно- и двухступенчатого роторного лопастного насоса с масляным уплотнением (Cenco).

Скорость выхлопа, наблюдаемая для вакуумной системы, зависит не только от скорости насоса, но и от проводимости соединений между насосом и откачиваемым объемом. Рассмотрим сосуд объемом V , соединенный с насосом через проводимость F , как показано на рис. 5. Пусть S p будет скоростью насоса, измеренной на входе, где давление равно P . р . Пусть S будет скоростью откачки на входе в кондактанс, где давление равно P P = Q / S, P 1 P / q / S / P и P P P = Q / F , это следует, что (1/ S ) − (1/ S p ) = 1/ F или

РИСУНОК 5. Вакуумный насос, подключенный к сосуду через проводимость.

(33)S=Sp1/1+Sp/F

Таким образом, эффективная скорость откачки S насоса со скоростью S p откачки через проводимость F не может превышать меньшее из двух значений: S p или F .На самом деле, она всегда меньше, чем S p , и никогда не может превышать значение F , то есть скорость, с которой газ протекал бы через проводимость, если бы она была соединена с идеальным вакуумом. Если проводимость соединений равна скорости насоса, эффективная скорость откачки уменьшится вдвое. Чтобы полностью использовать скорость данного насоса, соединения между насосом и остальной частью системы должны быть максимально короткими и иметь как можно больший диаметр.

Замена уравнения. (32) в уравнении (33), а использование отношений Q = PS = ( PS P F ) F для устранения S P и P P , дает

(34)S=S0(1-Pa/P1+S0/F)=S'(1-PaP)

Это уравнение, применимое как к молекулярному, так и к вязкому потоку, дает эффективную скорость откачки S при давлении P насоса с собственной скоростью S 0 и предельным давлением P a , перекачивающего через проводимость F . Наименьшее давление, которое можно получить в сосуде, равно предельному давлению насоса, а при высоких давлениях скорость откачки составляет S ′, что соответствует ожидаемой проводимости последовательно с насосом, согласно уравнению. (33).

Поток газа из сосуда, показанного на рис. 5, согласно уравнению. (34), Q = PS = PS ‘(1 – P ‘ (1 – P 1 A / P ) = S ‘( P P A ).В результате этого потока давление падает со скоростью dP / dt , определяемой выражением

Q=-(d/dt)(PV)=-V(dP/dt)=S'(P-Pa )

или

(35)dP/(P−Pa)=-(S′/V)dt

Интегрирование этого уравнения, предполагая, что S ′ является константой, не зависящей от давления, дает время t P 1 до P 2 :

(36)t=2,3VS’logP1-PaP2-Pasec

Так как S ‘ связи между насосом и откачиваемым объемом, в общем случае это будет функция давления, если молекулярный поток не возникает в диапазоне от P 1 до P 2 . Если F является функцией давления в интересующем диапазоне, или если уравнение. (36) не точно отражает характеристику скорости откачки, то эти факторы необходимо учитывать при интегрировании уравнения. (35). В качестве альтернативы уравнение Уравнение (36) можно использовать для расчета времени вакуумирования путем суммирования значений t для небольших приращений давления в рассматриваемом диапазоне давлений с подстановкой соответствующего значения S ′ в каждом случае. В уравнении(36), P a может представлять истинное предельное давление насоса, или это может быть некоторое более высокое давление, вызванное реальной или виртуальной утечкой в ​​вакуумной системе или присутствием загрязнителя в системе или насосе . В крайнем случае, например, присутствие конденсированного водяного пара в вакуумной системе может повысить значение P a до 24 торр при 25 °C.

Вакуумные и нагнетательные насосы | Terra Universal

Ускорьте исследования за счет настройки вакуумных приложений

Химики-медики, химики-органики, биохимики, биологи, молекулярные биологи и другие ученые полагаются на вакуумные устройства для концентрирования, сушки или фильтрации материалов.

Если вакуумная система работает неоптимально, она может замедлить подготовку важных для исследования образцов на 50-100%! Это может оказать существенное влияние на время выхода на рынок или на продуктивность исследовательской работы.

Разве не имеет смысла быть уверенным, что ваши вакуумные системы работают с максимальной эффективностью?

Аудит вакуумной системы

Welch Vacuum Pumps (продукт Gardner Denver) предоставляет своим клиентам бесплатную услугу: Программа аудита вакуумной системы .Эта услуга предназначена для повышения осведомленности о важности предмета и обучения исследователей этапам этого процесса. Эти шаги также описаны ниже.

Готовы ли вы стать лучше?

Большинство исследователей должны быть привержены совершенствованию, или руководство должно возглавить инициативу, если принципы, изученные в ходе аудита вакуумной системы, должны принести долгосрочную пользу. Лаборатории, которые игнорируют рекомендации, полученные в результате таких аудитов, подвергаются риску большего количества отказов вакуумных насосов, дорогостоящего ремонта, простоев, снижения производительности и даже снижения производительности и чистоты.

Проведение аудита собственной вакуумной системы

Лабораториям может быть полезен периодический или даже непрерывный мониторинг производительности вакуумной системы. Недорогие цифровые вакуумметры Welch (1-760 Торр) #1520B-01 и #1520K-10 теперь доступны. Теперь доступны цифровые миллиторометры 1525B-01 и 1525K-10. Свяжитесь с Welch Vacuum Pumps для получения подробной информации!

Аудиты вакуумных систем обычно имеют следующий формат:

  • Подготавливается шаблон страницы отчета с количеством копий, равным количеству систем.
  • Аудитор сначала измеряет вакуум в системе. Коллекторы должны быть измерены на конце, в то время как Rotovaps должны быть настроены с сосудами на месте и измерены на соединениях клапана рядом с конденсаторами. Сублимационные сушилки имеют собственные вакуумметры, а вакуумные печи имеют выходное отверстие для подключения. Вакуумметр может использовать трубку в системе или использовать трубку соответствующего размера, плотно закрепленную на одной стороне вакуумметра.
  • Когда вы обнаружите, что вакуумная система работает плохо, вы должны определить, виновата ли система или производительность насоса нарушена.Это делается путем проверки на наличие утечек, поэтапного процесса, при котором вы сначала измеряете уровень вакуума на входе насоса, а затем на каждом соединении, определяя, где находятся потери вакуума. Иногда потери происходят из нескольких пунктов. После того, как вы определите источник плохого вакуума, вы можете устранить его, отремонтировав или промыв вакуумный насос, затянув вакуумные трубки или заменив изношенные, треснувшие трубки или очистив коллектор от смазки.
  • Очистка клапанов вакуумного коллектора, покрытых химически поврежденной смазкой, — это способ №1 улучшить работу коллектора.Тщательная затяжка или смазка клапанов/отверстий коллектора сублимационной сушилки может помочь улучшить вакуум.
  • В таблице ниже показаны уровни, которые, в нашем опыте, представляют хорошие целевые давления для популярных вакуумных систем:
IDEAL приемлемый POLE
ROTOVAPS 1-10 Torr 10-20 торр >20 торр
Органический коллектор 0,040 до 0. 250 Torr 0,250 до 1,00 Torr > 1 Torr
Вакуумные печи 1-5 Torr 5-10 Torr > 10 Torr > 10 Torr
Сушилки заморозки 0.010 до 0.133 MBAR Н/Д > 0,133 мбар (0,1 торр)
НЕОБХОДИМО следовать рекомендациям

Последним компонентом постоянного улучшения характеристик вакуумной системы является соблюдение определенных рекомендаций.Некоторыми из этих практик могут управлять объекты или сторонние поставщики услуг; другие остаются за исследователем:

  1. Выберите правильный вакуумный насос для применения. Правильная технология и правильный диапазон потока/уровень вакуума могут обеспечить максимальную производительность при минимальных затратах на техническое обслуживание или ремонт.
  2. НИКОГДА не перекачивайте охлаждающую ловушку, содержащую оттаявшие жидкие растворители. Это приведет к попаданию повреждающих масло химических веществ, таких как ацетонитрил, кислоты и дихлорметан, в масло вакуумного насоса.Либо используйте встроенный трехходовой клапан между насосом и охлаждающей ловушкой, либо держите холодную ловушку в обязательном порядке замороженной, либо выключите насос и повторно заморозьте ловушку перед повторным запуском насоса.
  3. Используйте масло хорошего или отличного качества. Масло класса 19 не подходит для большинства ситуаций с лабораторными вакуумными насосами. Масло следует менять до того, как повреждение масла зайдет слишком далеко. Это означает ежемесячную частоту для большинства органических химических веществ и многих применений сублимационной сушки.
Надлежащее техническое обслуживание высоковакуумных насосов с масляным уплотнением

Правильно обслуживаемые вакуумные насосы обеспечивают многолетнюю надежную работу с максимальной производительностью. В этой статье рассматриваются простые способы обслуживания таких вакуумных насосов и варианты того, что делать, когда производительность насоса снижается из-за загрязнения и деградации масла.

Принципы работы

Вакуумные насосы с масляным уплотнением, пластинчато-роторные вакуумные насосы создают вакуум на уровне миллиторр («высокий вакуум»), перемещая всасываемый воздух и пары от впускного отверстия к выпускному.

Обратите внимание на приведенную выше диаграмму, как ротор смещен в камере или «статоре». Ротор установлен с зазором всего 1/1000” от верха статора.Масло вакуумного насоса герметизирует этот крошечный зазор и предотвращает регургитацию воздушного потока. По этой причине эту технологию называют вакуумными насосами с масляным уплотнением и пластинчато-роторными насосами. Масло вакуумного насоса также смазывает лопасти, которые подпружинены, поэтому они всегда прижимаются к внутренней стенке статора, обеспечивая очень эффективное подметание. В «двухступенчатом» насосе выхлоп из камеры первой ступени подается на всасывание второй ступени и снижает достигнутый уровень вакуума до или ниже 1 миллиторр (1 х 10-3 мм рт. ст.) остаточного давления.

Когда вакуумный насос выполняет первую откачку, давление паров масла достаточно велико, чтобы видимое количество масляного аэрозоля или «тумана» вышло из выпускного отверстия. Когда насос создает вакуум ниже 1 торр, этот масляный туман рассеивается, как и булькающий шум, связанный с откачкой камеры.

Воздействие повышенного давления на масло вакуумного насоса

Двухступенчатые вакуумные насосы с масляным уплотнением имеют верхний рабочий предел. Welch Vacuum, в частности, не рекомендует непрерывную работу при давлении выше 10 Торр .Это связано с тем, что при этом более высоком давлении насос прокачивает достаточно воздуха, чтобы во время более поздней части вращения лопасти молекулы пара сжимались во все меньший и меньший объем. Это сжатие нагревает поток пара; чем больше молекул пара, тем больше тепла передается системе.

Это избыточное тепло оказывает значительное влияние на стандартное масло для вакуумных насосов. Избыток тепла заставляет углеродные связи диссоциировать, а затем снова объединяться в более длинные углеродные цепи.Эта полимеризация масла приводит к получению масла для вакуумного насоса, которое является коричневым и вязким. Избыточная вязкость увеличивает трение и, следовательно, увеличивает тепловую нагрузку в системе, что приводит к еще большей полимеризации масла. Более вязкое масло также не обеспечивает герметизации, что опять же приводит к снижению уровня вакуума и увеличению количества пара в системе и, как следствие, к большему нагреву.

В конечном счете полимеризованное масло становится настолько вязким, что, если оставить его без изменений, оно превращается в затвердевшую массу внутри насосного модуля после выключения насоса и охлаждения масла. В этот момент роторы не могут вращаться при включении насоса, и насос «заклинивает». Такие заклинивания насоса в результате полимеризации масла требуют капитального ремонта и восстановления вакуумного насоса.

Вот почему Welch Application Certification обращается к жизненно важной концепции согласования скорости вакуумной откачки с участвующим приложением. В приложениях с большим количеством циклов между атмосферным и полным вакуумом слишком медленный насос будет иметь слишком медленное время откачки и работать с более высокой температурой, поскольку он тратит больше времени на откачку при давлении выше 10 торр.В применениях с сублимационной сушкой и коллектором органической химии должен быть достигнут баланс между достаточно быстрым временем откачки и не снижением эффективности охлаждающей ловушки из-за слишком быстрого протягивания паров через зону холодного отвода.

Во втором выпуске этого информационного бюллетеня мы рассмотрим улавливание кислот и ацетонитрила в системах высокого вакуума. Вы узнаете больше о том, почему слишком высокая скорость откачки может отрицательно сказаться на долговечности насоса, в то время как слишком низкая скорость откачки может иногда не иметь значения или иметь большое значение, в зависимости от применения.

Welch-Ilmvac Применение Сертифицированный выбор вакуумных насосов является результатом многолетнего коллективного опыта, и мы тщательно подбираем применение и характеристики образцов для вакуумных насосов с надлежащими уровнями вакуума, технологией и скоростью откачки. В число этих соображений входят применение, размер камеры, состав пробы, количество пробы, температура пробы, соображения бюджета/пространства и потребность в полезных расширенных функциях.

Воздействие коррозионно-активных паров, ацетонитрила и дихлорметана на масло для вакуумных насосов

Коррозионно-активные пары, а также ACN и MeCl2 могут быстро привести к выходу из строя вакуумного насоса.Задолго до того, как произойдет воздействие на какой-либо металл или уплотнения, эти соединения воздействуют на масло даже быстрее, чем нагревание. Как и при перегреве, масло полимеризуется под воздействием этих химических веществ . Такое полимеризованное масло также не смазывает, добавляя трение и, следовательно, тепло к уравнению. Кроме того, полимеризованное масло больше не герметизирует небольшой зазор в системе вращающихся лопастей, что приводит к регургитации и большему сжатию паров. Все это увеличивает тепловую нагрузку в системе. Теперь мы имеем и проглатываемые вредные пары, и тепло, быстро способствующее деградации масла. Конечным результатом неизмененного масла является ускоренная полимеризация, снижение эффективности вакуума и, в конечном итоге, затвердевание масла и заклинивание насоса.Вы захотите избежать этого или столкнуться с дорогостоящим восстановлением насоса, стоимость которого составляет от 40% до 60% стоимости недавно приобретенного насоса.

Основные причины отказа вакуумного насоса

Деградация масла вакуумного насоса является основной причиной большинства отказов масляного насоса. Это может произойти, как подробно описано выше, в результате длительного перегрева, приема кислоты или приема внутрь ацетонитрила и метиленхлорида. Во всех этих случаях тепло, коррозионное или органическое вещество (агенты) вызывают полимеризацию углеводородов масла вакуумного насоса в длинные цепи.Это увеличивает вязкость масла, что увеличивает нагрев, что только усиливает полимеризацию.

Опять же, если оставить без изменений, такое масло может полимеризоваться до такой степени, что затвердевает при охлаждении. В этом случае ротор не может вращаться, а насос заклинивает или не вращается.

Двигатель, пытаясь провернуть такой замерзший ротор, нагревается, затем перегревается, а затем отключается, когда срабатывает его схема защиты от перегрева.

Роторы, замерзшие из-за сильно полимеризованного масла, очень дороги в ремонте.

Механическая неисправность в редких случаях является причиной выхода из строя вакуумного насоса. Лопасти могут заклинить и препятствовать вращению ротора.

Негерметичность прокладок (редко) или уплотнений вала (3-5 лет использования) может привести к выходу из строя вакуумного насоса. В этих случаях потеря масла приводит к тому, что вакуумный насос без смазки перегревается и снова быстро полимеризует масло до точки затвердевания при охлаждении.

Другие виды отказов включают неисправность двигателя и отказ ремня. Оба явления редки.

Улавливание вредных паров

Надлежащее улавливание паров, которые в противном случае проглатываются и наносят вред маслу вакуумного насоса, является жизненно важной частью надлежащего поддержания оптимальной производительности вакуумных насосов. Механические и обслуживаемые вручную охлаждающие ловушки, ловушки с молекулярными ситами и другие ловушки используются для предотвращения попадания этих вредных паров в насосное масло. Открытие газового балласта на 30-60 минут в конце дня может помочь сконденсированным парам, особенно воде, перейти из сконденсированного жидкого состояния в масле в парообразное состояние, которое можно выпустить.

Соответствие сорта масла применению

Крайне важно, чтобы сорт масла, используемого в вашем вакуумном насосе, соответствовал применению:

Не используйте масло класса 19 или аналогичные сорта масла более низкого качества. . Молекулы имеют высокое соотношение ненасыщенных углеродных участков, где может быстро развиваться полимеризация. Они имеют высокое содержание легких углеводородных фракций, которые могут быстро испаряться и чрезмерно снижать уровень масла в насосе.

Для хорошо улавливаемых или щадящих систем достаточно масла класса 22, такого как Welch Premium Oil.

Синтетические или высокоочищенные масла для вакуумных насосов, такие как Welch Directorr Gold, которые либо полностью синтетические, либо обычно представляют собой просто более тщательно очищенные углеводородные масла, в которых насыщены все углерод-водородные и углерод-углеродные связи. Такие рафинированные масла гораздо лучше противостоят нагреву и кислотному разложению, чем стандартные масла. Это может быть экономически эффективным, если достаточно снизить частоту замены масла.Химики-органики, исследователи в области протеомики, сушащие образцы пептидов в лиофилизаторах или концентраторах, и другие подобные пользователи должны рассмотреть возможность использования масла для вакуумных насосов высокой степени очистки (класса 22 или выше).

Замена масла — раз в месяц?

Своевременная замена масла в вакуумном насосе жизненно важна для продления срока службы вакуумного насоса. Насосы, которые должным образом обслуживаются и подвергаются частой замене масла, могут прослужить 10 и более лет при минимальном обслуживании, если они являются насосами с прямым приводом.Известно, что правильно обслуживаемые вакуумные насосы с ременным приводом служат более 40 лет.

Если вы не уверены, как часто следует менять масло в вакуумном насосе, начните с частоты раз в месяц. Затем можно настроить на более или менее частые замены на основе следующих факторов:

  • Увеличилось ли предельное вакуумметрическое давление после первой замены масла? Если да, меняйте чаще.
  • Масло грязное, коричневое, вязкое или содержит конденсат? В этом случае меняйте масло чаще.
  • Есть ли у масла какой-либо запах паров, которые оно перекачивает?

Предполагается, что вы сначала оптимизировали свою систему отлова.

Замена масла — Основная техника — Замените еще теплым
  1. Выключите насос и отсоедините его от сети.
  2. Отсоедините впускной шланг.
  3. При необходимости отсоедините все выпускные шланги.
  4. Отвинтите отверстие для заливки масла.
  5. Отвинтите пробку сливного отверстия или поверните рычаг клапана сливного отверстия.Если заглушка, надавите на заглушку так, чтобы, когда вы будете близки к полному отвинчиванию, это давление предотвратило утечку масла. Подготовьте емкость для слива масла достаточного объема для сбора сливаемого масла.
  6. Слить масло. Когда поток масла станет почти нулевым, осторожно наклоните вакуумный насос вверх, чтобы слить оставшееся масло. Внимание: некоторые насосы настолько тяжелые, что это нецелесообразно.
  7. Надлежащим образом утилизируйте отработанное масло в соответствии с правилами техники безопасности и защиты от вредных веществ вашей компании.
  8. Замените пробку слива масла, стараясь не перерезать резьбу, или закройте сливной клапан.
  9. Возьмите воронку для заливки масла и поместите ее в отверстие для заливки масла. Налейте масло в воронку.
  10. Следите за уровнем масла и прекратите заправку, когда уровень масла в смотровом стекле будет выше линии «пустой» и почти, но ниже линии «полный».
  11. Замените пробку заливного отверстия, стараясь не перекрутить резьбу.
  12. Снова подсоедините впускной и выпускной шланги и подключите вакуумный насос.
  13. Удалите любые разливы и перезапустите насос, когда будете готовы.
Усовершенствованный метод «принудительной промывки маслом» для удаления внутреннего масляного шлама

Существует более совершенный метод, известный как «промывка под давлением» или «принудительная промывка». Эта принудительная промывка очень эффективна для смывания внутренних остатков полимеризованного масла. Инструкции можно найти в руководстве пользователя вакуумного насоса Welch DuoSeal, которое можно загрузить с веб-сайта www.welchvacuum.com. За более подробной информацией обращайтесь к региональному менеджеру по продажам Welch-Ilmvac.

Поскольку существует ряд проблем с безопасностью , проявите большую осторожность и точно следуйте инструкциям. Если у вас есть КАКИЕ-ЛИБО вопросы, прежде чем продолжить, свяжитесь с Welch Vacuum.

Welch-Ilmvac Технические семинары сопровождают аудиты вакуумных систем

Региональные менеджеры по продажам Welch-Ilmvac являются подготовленными экспертами в области надлежащего обслуживания вакуумных насосов, улавливания, эксплуатации, выбора вакуумных насосов и оптимизации производительности.Компания Welch рада спонсировать такие семинары по консультированию по насосам, независимо от того, проводится ли они отдельно от аудита вакуумной системы или совместно с ним, в вашем регионе. Свяжитесь с региональным менеджером по продажам Welch-Ilmvac для получения более подробной информации.

Резюме

Правильно подобранные вакуумные насосы с масляным уплотнением, которые получают достаточное количество замен масла, имеют надлежащий захват и размер, соответствующий расходу, могут обеспечить многолетнюю бесперебойную работу. И наоборот, небрежное отношение к этим областям может привести к отказу насоса за короткий промежуток времени.Компания Welch Vacuum готова проконсультировать вас по любому из этих вопросов.

Наконец, обратите внимание, что во многих областях, где ранее использовались технологии с масляными уплотнениями, теперь лучше использовать сухие, безмасляные вакуумные насосы. Новый каталог лабораторных вакуумных насосов Welch 2008/2009 содержит таблицу выбора вакуумных насосов, которая показывает, в каких приложениях можно использовать сухие технологии в настоящее время. Просто свяжитесь с региональным менеджером по продажам Welch-Ilmvac или загрузите этот 52-страничный каталог на сайте www. welchvacuum.com

Примечание о вакууме и его связи с «остаточным давлением»

Ртуть в «идеальном» манометре выталкивается атмосферным воздухом на высоту 760 мм. Это атмосферное давление (1 атм), или 760 мм ртутного столба, или 760 торр. Таким образом, 1 торр составляет 759/760 вакуума, т. е. 1/760 остаточного давления. Вакуумные насосы с масляным уплотнением обеспечивают уровень вакуума в тысячу раз выше: 1 x 10-3 торр или 1 миллиторр.

Грубый вакуум начинается с относительного подхода, при котором окружающая атмосфера считается вакуумом 0 дюймов.

Таким образом, идеальный вакуум будет составлять 760 мм вакуума или 29,92 дюйма. Обычно мы знаем это в округленной форме «вакуум 30 дюймов ртутного столба».

Вакуумирование до остаточного давления 2/3 атм или 253,3 торр дает значение вакуума 20 дюймов или 20 дюймов ртутного столба.

Измерение давления является абсолютным измерением, поскольку его показания одинаковы независимо от уровня окружающего атмосферного давления.