Что такое вакуумный насос?

Что такое вакуумный насос?

Вакуумный насос — это устройство, используемое для откачки воздуха или газа из устройства или контейнера для создания вакуума.

Вакуумный насос состоит из насоса, выпускного отверстия и впускного отверстия. Было разработано множество механизмов для создания вакуума насосами.

Типы вакуума можно разделить на низкий, средний и высокий. Соответствующий вакуумный насос следует выбирать на основе требуемого вакуума, времени, необходимого для достижения вакуума, и температуры окружающей среды, в которой он будет использоваться. Вакуумные насосы можно разделить на сухие и мокрые насосы в зависимости от того, используется ли масло.

Применение вакуумных насосов

Вакуумные насосы используются в процессе производства медицинского оборудования и приборов, на пищевых заводах, электрооборудовании и полупроводниках. Они также используются в качестве вспомогательных средств в медицинском и научном оборудовании, требующем вакуума. Разработано более 10 различных типов принципов работы вакуумных насосов, каждый из которых требует понимания его характеристик для правильного выбора.

Основные области применения вакуумных насосов:

• Создание вакуумных секций в термосах
• Создание вакуумной среды при использовании плазмы в полупроводниковых процессах
• При склеивании материалов для упаковки пищевых продуктов
• Источник вакуума для научно-исследовательского оборудования (испарители, фильтры, вакуумные сушилки, эксикаторы и т. д.)
• Вакуумные насосы большой мощности для производственного оборудования на заводах

Принципы работы вакуумных насосов

Вакуумные насосы классифицируются в соответствии с принципами их работы, и наиболее распространенные принципы работы описаны ниже.

1. Ротационные вакуумные насосы с масляным уплотнением

Масляные ротационные вакуумные насосы — это общее название для мокрого насоса, который использует масло для обеспечения герметичности. Его также называют ротационным вакуумным насосом.

Подробные типы включают роторные лопастные масляные вакуумные насосы, кулачковые масляные роторные вакуумные насосы и колеблющиеся поршневые масляные роторные вакуумные насосы. Формы вращающихся лопастей, кулачка, колеблющейся части, соединенной с поршнем, и части, контактирующей с воздухом, различаются, но во всех типах вакуум создается путем вытеснения воздуха при вращении ротора.

Пока используется масло, давление паров масла является пределом вакуума, но масло работает, обеспечивая стабильную производительность, и средний вакуум может быть легко получен с помощью небольшого устройства.

2. Масляные диффузионные вакуумные насосы

Масляные диффузионные вакуумные насосы состоят из котла, струйного сопла и конденсатора. Масло, нагретое до состояния пара в котле, впрыскивается со сверхзвуковой скоростью струйным соплом, выталкивая молекулы воздуха внутри насоса к выпускному отверстию. Испаренное масло становится жидким маслом в конденсаторе и используется повторно.

3. Сухие роторно-лопастные вакуумные насосы

Роторно-лопастные сухие вакуумные насосы — это безмасляные вакуумные насосы, в которых вращающийся ротор и лопасти выкачивают всасываемый через впускное отверстие воздух, как будто выскребая его. Поскольку обратный поток воздуха не может быть предотвращен, пределом являются условия низкого вакуума, но можно получить большие скорости откачки.

4. Качающиеся поршневые сухие вакуумные насосы

Сухие вакуумные насосы с качающимся поршнем — это вакуумные насосы, которые выпускают воздух, выталкивая его поршнем, соединенным с эксцентриковым вращающимся валом. Благодаря своей конструкции он не может предотвратить обратный поток воздуха, поэтому он ограничен условиями низкого вакуума, но его обслуживание простое.

5. Сухие вакуумные насосы мембранного типа

Диафрагменный насос (мембранный насос) — это насос, который перекачивает жидкость, комбинируя возвратно-поступательное движение диафрагмы из резины, смолы или металла с обратным клапаном. При использовании в качестве вакуумных насосов обратный клапан устраняет необходимость использования масла для герметичности и позволяет использовать насос в качестве сухого насоса. При возвратно-поступательном движении воздух многократно всасывается со стороны для откачки и выпускается в атмосферу для создания вакуума.

6. Сухие вакуумные насосы спирального типа

Сухие вакуумные насосы спирального типа — это сухие вакуумные насосы, которые откачивают воздух посредством комбинации спирального статора и движения ротора. Спиральное движение втягивает воздух в центр и откачивает его из центра.

7. Турбомолекулярный насос

Турбомолекулярный насос — это сухой вакуумный насос в виде турбины. Лопасти турбины вращаются с высокой скоростью, близкой к тепловому движению молекул, чтобы создать смещение в молекулярном движении наклоном лопаток турбины, тем самым выкачивая воздух. Для обеспечения высокоскоростного вращения лопаток турбины насос должен использоваться в определенной степени вакуума и использоваться в сочетании с другими вакуумными насосами.

Как выбрать вакуумный насос

При выборе вакуумных насосов тип насоса определяется на основе степени достигаемого вакуума, времени откачки и производительности откачки. Существует три типа уровней вакуума: низкий вакуум, средний вакуум и высокий вакуум, и для каждого из них существуют вакуумные насосы.

1. Вакуумные насосы для низкого вакуума

Для низкого вакуума существуют мембранные сухие насосы, качающиеся поршневые сухие насосы и вращающиеся лопастные сухие насосы. Мембранные сухие насосы не имеют скользящих частей, как вращающиеся лопастные сухие насосы, поэтому они не генерируют твердые частицы из-за перемешивания и могут производить чистый вакуум. Насосы качающегося поршня имеют простую конструкцию и просты в обслуживании. Насосы вращающегося лопастного типа могут достигать высоких скоростей откачки.

2. Вакуумные насосы для среднего вакуума

Для приложений среднего вакуума доступны спиральные и масляные роторные вакуумные насосы. Многие спиральные насосы используют двухступенчатое сжатие для обеспечения эффективности и обладают низким уровнем вибрации и шума. Как следует из названия, масляные роторные насосы смазываются и герметизируются маслом, что обеспечивает высокую эффективность и хорошую стабильность вакуума.

3. Вакуумные насосы для высокого вакуума

Вакуумные насосы для высокого вакуума включают насосы типа Рутса (механический усилитель). Это вакуумные насосы, которые вращают два ротора для всасывания и сжатия, многоступенчатые вакуумные насосы типа Рутса, которые объединяют несколько насосов типа Рутса, и вакуумные насосы масляного диффузионного типа, которые имеют простую конструкцию и высокую скорость откачки. Кроме того, существуют турбомолекулярные насосы и крионасосы для сверхвысокого вакуума.

Поскольку существует так много различных типов вакуумных насосов, важно понимать их особенности и характеристики и выбирать правильный для вашего применения.

Как использовать вакуумный насос

Для оборудования, использующего вакуум, вакуумные насосы выбираются на основе степени достигаемого вакуума и времени откачки. Однако, поскольку скорость откачки обычно замедляется по мере увеличения уровня вакуума, а некоторые насосы для высокого вакуума не могут использоваться в условиях атмосферного давления, вакуумные насосы иногда используются в комбинации, а не по отдельности.

Например, переключаясь между «низковакуумным насосом с высокой скоростью откачки» и «высоковакуумным насосом» или используя их вместе одновременно, можно получить определенную скорость откачки даже при высоком вакууме.

Конкретным примером является использование масляного ротационного насоса для откачки до диапазона низкого вакуума (грубая откачка), а затем переключение на механический бустерный насос для откачки до высокого вакуума (основная откачка).

Кроме того, можно подключить два типа вакуумных насосов, и насос для высокого вакуума может использоваться даже при атмосферном давлении, вмешиваясь в работу с насосом для среднего и низкого вакуума.