Основни познания за вакуумната помпа

Вакуумната помпа е устройство, което извлича газови молекули от запечатан обем и поддържа частичен вакуум. Основната ѝ задача е да създаде относителен вакуум в даден обем или обеми. Има много видове вакуумни помпи. Тази статия ще опише как работят, какви са видовете им и приложенията им.

Как работи

Вакуумната помпа е механично устройство, което отстранява газ от система, като я прилага към по-високо налягане от околната атмосфера. Принципът на работа на вакуумната помпа се основава на принципа на пренос и улавяне на газ. Вакуумните помпи могат да бъдат класифицирани според нивото им на вакуум и броя на молекулите, които могат да бъдат отстранени на кубичен сантиметър пространство. При среден до висок вакуум вискозен поток възниква, когато газовите молекули се сблъскват една с друга. Увеличаването на вакуума причинява молекулярен или преходен поток.
Вакуумната помпа има няколко компонента, които я правят универсален инструмент. Един от основните компоненти е двигателят, който се състои от ротор и статор. Роторът и статорът съдържат намотки, които генерират магнитно поле при възбуждане. И двете части трябва да бъдат монтирани върху основа, която поддържа теглото на помпата. Има и дренаж на маслото, който циркулира маслото в системата за целите на смазването и охлаждането.
Друг вид вакуумна помпа е вакуумната помпа с воден пръстен. Тя работи чрез позициониране на работното колело над или под лопатките. Помпите с воден пръстен могат също да регулират скоростта на работното колело. Ако обаче планирате да използвате този тип помпа, препоръчително е да се консултирате със специалист.
Вакуумните помпи работят чрез преместване на газови молекули към области с по-високо или по-ниско налягане. С намаляването на налягането отстраняването на молекулите става по-трудно. Индустриалните вакуумни системи изискват помпи, способни да работят в диапазона от 1 до 10-6 Torr.

Тип

Съществуват различни видове вакуумни помпи. Те се използват в много различни приложения, като например лаборатории. Основната цел на тези помпи е да отстраняват въздушни или газови молекули от вакуумната камера. Различните видове помпи използват различни техники за постигане на това. Някои видове помпи използват положително изместване, докато други използват техники на течен пръстен, молекулярен трансфер и улавяне.
Някои от тези помпи се използват в промишлени процеси, включително производство на вакуумни тръби, кинескопи, електрически лампи и обработка на полупроводници. Те се използват и в моторни превозни средства за захранване на хидравлични компоненти и самолети. Жироскопът обикновено се управлява от тези помпи. В някои случаи те се използват и в медицински условия.
Начинът на работа на вакуумната помпа зависи от вида на изпомпвания газ. Има три основни вида: положително изместване, отрицателно изместване и пренос на импулс. В зависимост от вида на смазването, тези принципи могат да бъдат допълнително разделени на различни видове помпи. Например, сухите вакуумни помпи са по-малко чувствителни към газове и пари.
Друг вид вакуумна помпа се нарича ротационна пласкова помпа. Този тип помпа има два основни компонента - ротора и вакуумната камера. Тези помпи работят чрез въртене на движещи се части спрямо корпуса на помпата. Свързващите се повърхности на ротационните помпи са проектирани с много малки хлабини, за да се предотврати изтичане на флуид към страната с ниско налягане. Те са подходящи за вакуумни приложения, изискващи ниска пулсация и висок непрекъснат поток. Те обаче не са подходящи за използване с шлифовъчни среди.
Има много видове вакуумни помпи и е важно да изберете правилната за вашето приложение. Видът на помпата зависи от нуждите и предназначението на системата. По-големите могат да работят непрекъснато, а по-малките са по-подходящи за периодична употреба.

Приложи

Вакуумните помпи се използват в различни промишлени и научни процеси. Например, те се използват в производството на вакуумни тръби, кинескопи и електрически лампи. Използват се и в обработката на полупроводници. Вакуумните помпи се използват и като механични опори за друго оборудване. Например, може да има множество вакуумни помпи на двигателя на моторно превозно средство, което захранва хидравличните компоненти на самолет. Освен това, те често се използват в изследванията на термоядрения синтез.
Най-разпространеният тип вакуумна помпа, използвана в лабораторията, е ротационната лопаткова помпа. Тя работи, като насочва въздушния поток през серия от въртящи се лопатки в кръгъл корпус. Докато лопатките преминават през корпуса, те отстраняват газ от кухината и създават вакуум. Ротационните помпи обикновено са едностепенни или двустепенни и могат да работят с налягане между 10 и 6 бара. Освен това имат висока скорост на изпомпване.
Вакуумните помпи се използват и за производство на слънчеви клетки върху пластини. Това включва редица процеси, включително легиране, дифузия, сухо ецване, плазмено-усилено химическо отлагане от пари и генериране на прах в насипно състояние. Тези приложения зависят от вида на вакуумната помпа, използвана в процеса, а избраната вакуумна помпа трябва да бъде проектирана за околната среда.
Въпреки че има няколко вида вакуумни помпи, основните им принципи на работа остават едни и същи. Всяка от тях има различни функции и капацитет, в зависимост от вида на вакуума. Обикновено се разделят на обемни помпи, ротационни лопаткови помпи, помпи с течен пръстен и молекулярни помпи.

Поддръжка

Страната, отговорна за общата поддръжка и ремонти, е главният изследовател (PI). Agknx трябва да се спазват и одобряват от PI и друг съответен лабораторен персонал. Agknx предоставя насоки за рутинна поддръжка на вакуумно-помпено оборудване. Agknx не са предназначени да заменят подробните рутинни проверки на вакуумно-помпеното оборудване, които трябва да се извършват от сертифициран/квалифициран сервизен персонал. Ако устройството се повреди, потребителят трябва да се свърже с главния изследовател или главния изследовател за съдействие.
Първо, проверете вакуумната помпа за хлабави части. Уверете се, че манометрите за входно и изходно налягане са отворени. Когато се покаже правилното налягане, отворете шибърния вентил. Също така проверете напора и дебита на вакуумната помпа. Дебитът и напорът трябва да са в диапазона, посочен на етикета. Температурата на лагера трябва да бъде в рамките на 35°F, а максималната температура не трябва да надвишава 80°F. Втулката на вакуумната помпа трябва да се смени, когато е силно износена.
Ако вакуумната помпа е претърпяла няколко необичайни работни условия, трябва да се извърши тест за производителност. Резултатите трябва да се сравнят с референтните стойности, за да се идентифицират аномалии. За да се избегне преждевременна повреда на помпата, е от съществено значение систематичен подход към прогнозната поддръжка. Това е сравнително нова област в полупроводниковата индустрия, но водещите полупроводникови компании и големите доставчици на вакуумни помпи все още не са разработили последователен подход.
Предложен е опростен метод за изпитване с изпомпване (pump-down test) за оценка на производителността на вакуумните помпи. Методът включва симулирани полеви тестове за аерация и четири индикатора за производителност на помпата. Показателите за производителност се оценяват при условия на изпитване с газово натоварване, на празен ход и в зависимост от газовото натоварване.

Цена

Общата цена на вакуумна помпа се състои от два основни компонента: първоначалната инвестиция и текущите разходи за поддръжка. Последният е най-скъпият компонент, тъй като консумира около четири до пет пъти повече от първоначалната инвестиция. Следователно, изборът на по-енергийно ефективен модел е добър начин за намаляване на общите разходи за системата и периода на възвръщаемост.
Първоначалната цена на вакуумна помпа е около $786. Ротационните лопаткови помпи, смазвани с масло, са най-евтините, докато безмаслените ротационни лопаткови помпи са малко по-скъпи. Безконтактните помпи също струват малко повече. Цената на вакуумната помпа не е висока, но е фактор, който трябва да се обмисли внимателно.
При избора на вакуумна помпа е важно да се вземе предвид видът на изпомпвания газ. Някои помпи са подходящи само за изпомпване на въздух, докато други са предназначени за изпомпване на хелий. Въздухът без масло има различен профил на скорост на изпомпване от този на въздуха. Следователно, трябва да вземете предвид характеристиките на средата, за да се уверите, че помпата отговаря на вашите изисквания. Цената на вакуумна помпа може да бъде много по-висока от покупната цена, тъй като ежедневните разходи за експлоатация и поддръжка могат да бъдат много по-високи.
Вакуумните помпи с мазилка обикновено са по-издръжливи и по-евтини, но може да изискват повече поддръжка. Разходите за поддръжка ще зависят от вида газ, който трябва да се изпомпва. По-леките газове трябва да се изпомпват бавно, докато по-тежките газове трябва да се изпомпват по-бързо. Нивото на поддръжка на вакуумната помпа зависи и от това колко често трябва да се смазва.
Диафрагмените вакуумни помпи изискват редовна поддръжка и смяна на маслото. Маслото в диафрагмената помпа трябва да се сменя на всеки 3000 часа употреба. Помпата е устойчива и на химикали и корозия. Следователно, може да се използва в киселинни и вискозни продукти.

редактор от Dream 2024-05-07