Форвакуумные насосы.
Форвакуумные насосы — это устройства, предназначенные для создания низкого (грубого) вакуума с остаточным давлением в диапазоне 10^3 – 10^{-2} Торр (10^5 – 10^{-1} Па). Они часто используются как первый этап в многоступенчатых вакуумных системах, где их задача — предварительная откачка перед включением высоковакуумных насосов.
Принцип работы форвакуумных насосов
Форвакуумные насосы удаляют газ из замкнутого объёма, перемещая его в атмосферу или в следующий каскад системы. Принцип работы зависит от механического захвата или вытеснения молекул газа.
Основные типы форвакуумных насосов
1. Пластинчато-роторные насосы
Внутри
рабочей камеры расположен смещённый
от центра ротор. В соответствующие пазы
ротора вставлены пластины. При вращении
ротора газовоздушная смесь через входное
отверстие попадает в рабочую камеру.
Так как пластины прилегают к стенкам
камеры достаточно герметично, в узкой
части образуемого серповидного
пространства рабочей камеры происходит
сжатие газа, который затем выводится
через выпускное отверстие. В масляных
вариантах пластинчато-роторных насосов
предусмотрено поступление масла в
камеру и смазывание деталей агрегата,
а также его охлаждение. Безмасляные
виды насоса будут нагреваться значительно
быстрее.
Принцип работы:
Ротор с подвижными пластинами вращается внутри цилиндрического корпуса.
Объём газа захватывается пластинами, сжимается и вытесняется через выпускной клапан.
Диапазон давления: 10^3 – 10^{-2} Торр.
Преимущества:
Простота конструкции.
Широкая область применения.
Недостатки:
Наличие масла, которое может загрязнять откачиваемую среду.
Применение:
Вакуумное литье, упаковка, предварительная откачка.
2. Мембранные насосы
Принцип работы:
Эластичная мембрана совершает возвратно-поступательные движения, вытесняя газ через клапаны.
Диапазон давления: 10^3 – 10^{-1} Торр.
Преимущества:
Отсутствие масла, экологичность.
Простота обслуживания.
Недостатки:
Низкая производительность.
Применение:
Медицинские установки, лабораторное оборудование.
3. Поршневые насосы
Принцип работы:
Газ сжимается и вытесняется поршнем, движущимся в цилиндре.
Диапазон давления: 10^3 – 10^{-2} Торр.
Преимущества:
Высокая производительность.
Надёжность и долговечность.
Недостатки:
Шум и вибрации.
Применение:
Промышленные системы, металлургия.
4. Винтовые насосы
Вытеснение и сжатие газа происходит за счёт того, что винтообразный ротор вращается внутри статора, имеющего соответствующую форму. Благодаря винтовым выступам, вдоль оси ротора образуются винтовые канавки, создающие замкнутые пространства, поэтому перекачиваемый поток движется только в одном направлении. Газ постепенно сжимается и удаляется через выпускной клапан. В зависимости от конструкции, винтовые насосы могут иметь 1,2 и более винтов.
Принцип
работы:
Два винта вращаются навстречу друг другу, вытесняя газ из камеры.
Диапазон давления: 10^3 – 10^{-1} Торр.
Преимущества:
Отсутствие масла в рабочей зоне.
Высокая производительность.
Недостатки:
Сложность конструкции.
Применение:
Химическая промышленность, вакуумная сушка.