Форвакуумные насосы для создания низкого и среднего уровня разрежения

Современные технологии в промышленности уже не мыслимы без применения такого физического явления, как вакуум. Везде, где требуется изменить давление воздуха, газа или жидкости, будут применять специальные насосные устройства, которые будут обеспечивать разные консистенции определенным уровнем давления. Именно от этого уровня (низкого, среднего, высокого, сверхвысокого или чрезвычайно высокого) зависит, какой требуется использовать «инструмент».

Эта статья будет посвящена форвакуумным безмасляным насосам: их устройству и назначению, видам и областям применения.

Содержание:

1. Насосы форвакуумные - устройство и назначение
2. Форвакуумные безмасляные насосы - как создают разрежение
3. Области использования насосов для предварительного вакуума
4. Какие бывают насосы форвакуумные

Насосы форвакуумные - устройство и назначение

Предварительными разрежающими устройствами называют специальные технические приспособления/аппараты, которые предназначены для создания первоначальной вакуумизации воздуха. Другими словами, система такого оборудования разрежает воздух до 80-90 процентов от максимального значения для дальнейшего достижения еще более низкого давления в «высоких» аппаратах. Высокими – считаются диффузионные паромасляные насосные устройства, которые не выполняют предварительно-подготовительного разрежения. Почему и необходимо использование низкочастотных механизмов.

Насосы форвакуумные - устройство и назначение

Принцип работы форвакуумных насосов заключаются в создании тяги в определенных конструкциях или системах, где предпочли такой аппарат использовать. Его тяга помогает создавать область, где будет пониженное давление (атмосферное), куда будут втягиваться молекулы или частицы воздушной/газообразной среды. Этот газ или пар будет подготавливаться для последующего разрежения в устройствах (но уже высоко ранга), где форвакуум будет в самой системе поддерживать уровень необходимого давления.

Форвакуумные безмасляные насосы - как создают разрежение

Форвакуумные безмасляные насосы - как создают разрежение

Безмасляные устройства становятся все популярнее масляных. Поскольку они имеют большее количество преимуществ:

• Из-за отсутствия масла, на выходе не будет загрязненных масляных паров;
• Не требуют частой масляной заправки;
• Они бесшумные и электроемкие;
• В их устройстве использованы антифрикционные детали;
• Малогабаритные, но с большим периодом рабочего времени.

Среди сухих форвакуумных устройств самыми распространенными считаются многоступенчатые Руста, винтовые и когтевые. Внутренние детали в таких агрегатах всегда отличаются высоким качеством, поскольку им приходится выдерживать постоянное механическое воздействие.

Разрежение в таких системах происходит за счет «чистой» области, создаваемой маленькими зазорами между вращающихся элементов: ротором и статором. Благодаря высокоточному изготовлению детали не трутся между собой, соприкасаясь лишь с частицами паров или газов, тем самым разрежая их. Откачанные паро/газо смеси в итоге получаются чище, чем в масляных устройствах, хоть и работа будет дольше.

Области использования насосов для предварительного вакуума

Эти агрегаты для создания низкого и среднего разрежения нужны во многих отраслях промышленности, в лабораторных опытах и работах, даже могут быть полезными в быту.

Области использования насосов для предварительного вакуума

К примеру, безмасляные механизмы используются в таких областях:

• Лабораторные составляющие: электронный микроскоп, искатели течей, различные поверхностные анализаторы и спектрометры;
• Научные исследования и опыты: синхротроны, ионные процессы, ускорение частиц, ядерный синтез;
• При производстве: электрические лампы или неоновые трубки;
• Сварка электро-лучевая или лазерная.

В промышленности - применимы для разных целей, требующих процедуры дегазации (разрежения газа):

• Просушка и обезвоживание (текстиль, фармацевтика, пищепром);
• Технология экструзии (изготовление полимеров и монолитов).

Любые разрежающие устройства необходимы в химпромышленности, при работе с нефтью и газом, в строительстве, электротехнических работах, в сельскохозяйственных работах, аэрокосмических разработках, стеклопромышленность и робототехнике промышленного формата.

В быту эти приборы можно встретить в:

1. Сплит-системах (вентиляторах) именно механизм, создающий безвоздушную среду, устраняет газообразования из фреонных трубок, что позволяет избежать создания водяного пара и кислородного окисления деталей кондиционера;
2. В автомобилях (и любых других транспортных средствах) работоспособность тормозов и тормозной системы зависит от работы наличия аппаратов;
3. Герметичные безвоздушные упаковки для пищи позволяют сохраниться еде дольше. Поскольку из пакета выкачана большая часть кислорода, что мешает размножаться бактериям (с применением технологий захвата с помощью вакуум-присосок);
4. Герметичные пакеты: часто при хранении одежды или одеял из пакетов удаляют кислород для экономии места. Плюс какая-никакая, а защита от моли.

Приборы для предварительного разрежения можно считать основой любой промышленности, хоть они и предназначены для создания низкого и среднего уровня, но высокого и сверхвысокого давления без них создать практически невозможно.

Какие бывают насосы форвакуумные

Какие бывают насосы форвакуумные

Чаще всего для вакуумизации пара, воздушных масс или газов, в зависимости от химических составляющих смесей нужны разные уровни давления, за начальную точку берется атмосферное (101325 Па) и уже насколько ниже будет уровень безвоздушной среды, ему присваивается соответствующее название. Всего уровней давления 5:

• Низкий:> от атмосферного давления 10⁵-10² Па;
• Средний: 10²- 10^-1 Па;
• Высокий: 10^-1 - 10^-5 Па;
• Сверхглубокий: 10^-5 - 10^-9 Па;
• Экстремальный высокий: <10^-9 Па.

И эти уровни разделяют на 3 типа в зависимости от того, где их применяют: низкий, технический, промышленный:

1. Низкий - используется для откачивания большого объема воздушных масс. Для этого больше подходят установки электромеханического типа с лопастями, центробежностью, боковым спусковым/запускным каналом;
2. Промышленный – его еще называют индустриальный, поскольку он больше всего распространен и применим во многих отраслях. Такой уровень можно получить с помощью ротационных агрегатов, либо имеющих водное кольцо, или имеющих поршень, или лопасти (применим в технологиях зажимов, трансформирования, герметизации упаковок);
3. Технический – создается с помощью двухуровневых устройств с ротационным принципом, Рутса, турбомолекулярными, криогенными или диффузионными приборами.

К слову, для создания сверхвысокого разрежения (турбомолекулярные, диффузионные, криогенные, паромасляные) нужно использовать несколько разнотипных механизмов сразу.

Существуют различные виды разрежающих аппаратов. Самыми известными считаются:

1. Диафрагменные: действуют с помощью изменения объема рабочей камеры. На диафрагму воздействует (сдавливает, затем вытягивает) пневматический привод, и та прогибается. Установленный теплообменник влияет на температуру процесса разрежения. Так же в устройстве присутствуют: мембранный клапан, корпус, кольцевые пластины и седло. Считается самым низко производимым, но при этом работающим с агрессивными газами и не загрязняющим откачиваемые массы;

2. Пластинчато-роторные: эффективны при создании низкой и средней безвоздушной среды. При этом они более быстрые и результативные, чем диафрагменные. Их название уже говорит о том, что в техустройстве присутствуют роторы с пластинами. А также электродвигатель и корпус. Камера поделена на две разно объемные части, поэтому газ перегоняется из одного отсека в другой, пока не произойдет нагнетания до нужного уровня, позволяющего открыть клапан (выпускающий).

Эти механизмы нужны для создания среднего показателя разреженности. Такие устройства использует вместе с диффузионными из-за наличия газобалластного клапана, предотвращающего появление конденсата (вредного для высоких и сверхвысоких показателей разрежения);

3. Насосы Рутса: усовершенствованная версия роторных аппаратов. У Рутса два ротора с двумя лопастями. А также герметичный главный вал и электродвигатель, поэтому ему не нужны внешние валовые манжеты. То есть этот насосный механизм защищен от протечек;

4. Роторно-поршневые: внутри камеры/цилиндра вместо лопастей, двигается поршень, который имеет гибкую мембрану (через нее не проникают частицы газов). За движение поршня отвечает электродвигательный вал, соединенный с шатуном эксцентриком. Поршень выгоняет разреженные пары/газы/воздух из рабочей камеры. Работают такие аппараты бесшумно, а в использовании безопасны. Через них можно перекачивать и взрывоопасные газосмеси;

Так же существует водокольцевой, кулачковый, спиральный форвакуумный насос, винтовое, плунжерное и роторно-поршневое оборудование. Все они предназначены для создания безвоздушной среды в системе, и у каждого своя техническая характеристика и конечная цель (уровень давления).

Разнообразие приборов связано с большим количеством промышленных секторов. Так что пока идет развитие различных отраслей, будут создаваться новые виды оборудования для предварительного разрежения.