5. Водокольцевые насосы

Внутри корпуса рабочей камеры находится эксцентрично расположенное рабочее колесо (ротор с пластинами), пространство камеры должно быть наполовину заполнено водой. При вращении пластин рабочего колеса вода под действием центробежной силы перераспределяется около стенок камеры, образуя разреженное пространство. Благодаря тому, что само колесо расположено не по центру, это пространство имеет вид серпа и сжимает газ, попадающий в его узкую часть, а далее выводится через соответствующее окно.

• Принцип работы:

  • Рабочее колесо вращается в жидкости, образуя кольцо, которое захватывает и вытесняет газ.

• Диапазон давления: 10^3 – 10^{-1} Торр.

• Преимущества:

  • Способность работать с влажными и загрязнёнными газами.

• Недостатки:

  • Высокий расход воды.

Комбинированные системы

Форвакуумные насосы часто используются в сочетании с высоковакуумными насосами (например, турбомолекулярными или диффузионными), где они обеспечивают предварительную откачку.

Применение форвакуумных насосов

1. Предварительная откачка:

   • Используются в качестве ступени перед включением высоковакуумных насосов.

2. Производственные процессы:

   • Вакуумная упаковка, сушка, формование.

3. Лабораторные исследования:

   • Вакуумные камеры, аналитическое оборудование.

4. Металлургия и сварка:

   • Удаление газов из печей и сварочных камер.

Преимущества форвакуумных насосов

• Простота эксплуатации и надёжность.

• Доступность и широкий выбор моделей.

• Возможность работы с различными газами.

Недостатки форвакуумных насосов

• Ограниченный диапазон давления.

• Некоторые модели требуют использования масла, что может загрязнять систему.

• Шум и вибрации в механических моделях.

Форвакуумные насосы играют ключевую роль в создании вакуума, обеспечивая основу для работы сложных многокаскадных вакуумных систем.

Форвакуумный насос, в первую очередь предназначен для предварительного разрежения форвакуума. Форвакуум-предварительный вакуум, состояние газа при предельном остаточном давлении в сосуде ниже, чем в окружающей среде, и более 10⁻³ мм рт. ст. Используются подобные насосы для того, чтобы производить откачку жидкостей, газов и парогазовых смесей с определённых ёмкостей. Особенность данного вида насосов заключается в экономии энергии, что никаким образом не мешает в создании уровня высокого вакуума. Для откачки для высокого и сверхвысокого вакуума лучше применять безмасляные насосы. Существует два способа удаления вещества: вытеснение и связывание. Параметры: быстрота откачки, время откачки, предельное остаточное давление насоса, предельное остаточное давление вакуумной системы.

Наиболее часто для создания форвакуума используются следующие типы насосов:

• водокольцевые,

• пластинчато-роторные,

• роторно-поршневые,

• золотниковые (плунжерные),

• винтовые,

• спиральные

Роторно-поршневой насос. Бывает радиального и аксиального типов. Конструкция роторно-радиальных поршневых насосов напоминает звезду, а аксиальных – барабан. В радиальных моделях при вращении ротора внутри рабочей камеры создаются насосные полости, благодаря которым происходит сжатие газа. У аксиальных насосов поршни располагаются параллельно оси вращения ротора.

З олотниковый (плунжерный) насос. В цилиндре происходит вращение эксцентрика, на который надет плунжер. Последний скользит по внутренней поверхности рабочей камеры (цилиндра), перемещая, находящийся в полости газ, сжимая его и выталкивая через выхлопной клапан, находящийся под слоем масла. Прямоугольная часть плунжера свободно скользит в золотнике, поворачивающегося в гнезде корпуса.

Насос Рутса. Внутри рабочей камеры находятся 2 ротора восьмиобразной формы, один из них вращается по часовой стрелке, а другой против. Благодаря герметичности агрегата и вращению пластин, рабочий цикл агрегата проходит в 4 этапа: всасывание, отсечка полости, сжатие газа и его выведение.

Спиральный насос. Состоит из 2-х спиралей, размещённых внутри рабочей камеры. Одна спираль неподвижна, а вторая совершает движения по заданной орбите таким путём, чтобы между их витками образовывались серповидные пространства. Двигаясь в этих пространствах по направлению к центру, газ сжимается и удаляется наружу.

Принцип работы: Работает данный насос благодаря созданию предварительного разрежения, которое позволяет начать рабочий процесс. Работает данный насос благодаря созданию предварительного разрежения, которое позволяет начать рабочий процесс. Далее в дело вступают внутренние лопасти форвакуумного насоса, которые производят перекачку жидкости из одного отсека в другой. Проделывается это все под воздействием высокого уровня вакуума, что собственно и позволяет добиваться столь высоких показателей производительности. Форвакуумные насосы работают на основе воздушного охлаждения, позволяющего держать устройство в определённых температурных рамках, дабы он не поддавался серьёзным перегревам.