TYPY VAKUOVÝCH ČERPADEL
Základní princip fungování anPrůmyslové vakuové čerpadlo
Základní princip činnosti průmyslové vývěvy zůstává stejný bez ohledu na typ technologie.
Vývěvy odstraňují molekuly vzduchu (a další plyny) z vakuové komory (nebo výstupní strany v případě vyšší vývěvy zapojené do série). Jak se tlak v komoře snižuje, odstranění dalších molekul je stále obtížnější. Proto musí být průmyslový vakuový systém schopen pracovat v části mimořádně velkého rozsahu tlaků, typicky v rozmezí od 1 do 10-6Torr / tlak 1,3 až 13,3 mBar. Ve výzkumu a vědeckých aplikacích je toto rozšířeno na 10-9Torr nebo nižší. K dosažení tohoto cíle se ve standardním vakuovém systému používají různé typy čerpadel, z nichž každé pokrývá část tlakového rozsahu a občas pracuje v sérii.
Rozsahy tlakuPrůmyslový vakuový systém
Průmyslové vakuové systémy lze zařadit do následujících skupin tlakových rozsahů:
Hrubé/nízké vakuum: 1000 až 1 mbar / 760 až 0,75 Torr
Jemné/střední vakuum: 1 až 10-3mbar / 0,75 až 7,5-3Torr
Vysoké vakuum: 10-3 do 10-7mbar / 7,5-3do 7.5-7Torr
Ultra vysoké vakuum: 10-7do 10-11mbar / 7,5-7 do 7.5-11Torr
Extrémně vysoké vakuum: < 10-11mbar / < 7,5-11Torr
Různé typy vývěv pro tyto rozsahy vakua pak lze rozdělit na primární (záložní) čerpadla, posilovací čerpadla a sekundární (vysokovakuová) čerpadla: rozsahy vysokého, velmi vysokého a ultravysokého vakua.
Existují dvě základní kategorie vývěv: Vývěvy pro přenos plynu a vývěvy pro zachycování nebo zachycování.
Přečerpávací čerpadla plynu
Přenosová čerpadla přenášejí molekuly plynu buď výměnou hybnosti (kinetická akce) nebo pozitivním přemístěním. Z vývěvy je vypuštěn stejný počet molekul plynu jako do ní a plyn je při vypuzení mírně nad atmosférickým tlakem. Kompresní poměr je poměr výfukového tlaku (výstup) k nejnižšímu získanému tlaku (vstup).
Kinetické přenosové pumpy
Kinetická přenosová čerpadla používají vysokorychlostní lopatky nebo přiváděnou páru k nasměrování plynu směrem k výstupu, fungující na principu přenosu hybnosti. Tyto typy čerpadel mohou dosáhnout vysokých kompresních poměrů při nízkých tlacích, ale obvykle nemají utěsněné objemy.
Pozitivní posun
Čerpadla, která pracují tak, že mechanicky zachycují objem plynu a pohybují jej čerpadlem, jsou známá jako objemová čerpadla. Často navržený ve více stupních na jediném hnacím hřídeli, izolovaný objem je stlačen na menší objem při vyšším tlaku a nakonec je stlačený plyn vytlačen buď do atmosféry nebo do dalšího čerpadla. Pro zajištění vyššího vakua a průtoku se často používají dvě přenosová čerpadla v sérii.
Jak již bylo zmíněno dříve, objemové vývěvy se používají k vytvoření nízkého vakua. Tento typ vývěvy rozšiřuje dutinu a umožňuje plynům proudit z uzavřeného prostředí nebo komory. Poté se dutina utěsní a způsobí, že ji vypustí do atmosféry. Principem objemové vývěvy je vytvoření vakua zvětšením objemu nádoby. Například v ruční vodní pumpě mechanismus rozšiřuje malou utěsněnou dutinu a vytváří hluboké vakuum. Kvůli tlaku je určité množství tekutiny z komory tlačeno do malé dutiny čerpadla. Poté je dutina čerpadla utěsněna od komory, otevřena do atmosféry a poté stlačena zpět na nepatrnou velikost. Dalším příkladem objemových vývěv je, že sval bránice rozšiřuje hrudní dutinu a způsobuje zvětšení objemu plic. Tato expanze má za následek vytvoření částečného vakua a snížení tlaku, který je následně vyplněn vzduchem vtlačeným atmosférickým tlakem. Příklady objemových vývěv jsoukapalinokruhové vakuové pumpya kořenové dmychadlo, které se velmi používá v různých průmyslových odvětvích k vytvoření vakua v omezeném prostoru.
Zachycovací čerpadla
Čerpadla, která zachycují molekuly plynu na površích ve vakuovém systému, jsou nepřekvapivě známá jako zachycovací nebo zachycovací čerpadla. Tato čerpadla pracují s nižšími průtoky než vakuová čerpadla, jako jsou přenosová čerpadla, mohou však poskytovat extrémně vysoké vakuum až do 10-12Torr. Zachycovací čerpadla fungují pomocí kryogenní kondenzace, iontové reakce nebo chemické reakce a nemají žádné pohyblivé části, a proto vytvářejí vakuum bez oleje.
Ta zachycovací čerpadla, která pracují pomocí chemických reakcí, fungují efektivněji, protože jsou obvykle umístěna uvnitř nádoby, kde je vyžadováno vakuum. Molekuly vzduchu vytvářejí tenký film, který se odstraňuje, když provoz čerpadla způsobí chemickou reakci na vnitřní povrchy čerpadla. Zachycovací vývěvy se používají spolu s objemovými vývěvami a vývěvami pro přenos hybnosti k vytvoření ultra vysokého vakua.
