1. Пластинчато-роторные насосы

• Принцип работы:

  • Ротор с подвижными пластинами вращается внутри цилиндрического корпуса.

  • Объем газа захватывается пластинами, сжимается и вытесняется через выпускной клапан.

• Диапазон давления: 10310^3 – 10−210^{-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: 10310^3 – 10−110^{-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: 10310^3 – 10−210^{-2} Торр.

• Преимущества:

  • Высокая производительность.

  • Надежность и долговечность.

• Недостатки:

  • Шум и вибрации.

• Применение:

  • Промышленные системы, металлургия.

4. Винтовые насосы

• Принцип работы:

  • Два винта вращаются навстречу друг другу, вытесняя газ из камеры.

• Диапазон давления: 10310^3 – 10−110^{-1} Торр.

• Преимущества:

  • Отсутствие масла в рабочей зоне.

  • Высокая производительность.

• Недостатки:

  • Сложность конструкции.

• Применение:

  • Химическая промышленность, вакуумная сушка.

5. Водокольцевые насосы

• Принцип работы:

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

• Диапазон давления: 10310^3 – 10−110^{-1} Торр.

• Преимущества:

  • Способность работать с влажными и загрязненными газами.

• Недостатки:

  • Высокий расход воды.

• Применение:

  • Пищевая и химическая промышленность.

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 надежность.

• 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.

11. Насосы для получения высокого и сверхвысокого вакуума.

Насосы для получения высокого и сверхвысокого вакуума

Насосы для высокого (10^{-3} – 10^{-7} Торр) и сверхвысокого вакуума (10^{-7} – 10^{-12} Торр) обеспечивают откачку газа до минимально возможного давления. Они используют принцип ионизации, сублимации, замораживания, или молекулярного разделения для достижения низкой остаточной плотности газа.

Классификация насосов по принципу действия

1. Молекулярные насосы

• Предназначены для высокого и сверхвысокого вакуума.

• Работают с учетом кинетических свойств молекул газа.

1.1 Турбомолекулярные насосы

• Принцип работы:

  • Вращающиеся лопатки с высокой скоростью направляют молекулы газа к выходу.

• Диапазон давления: 10^{-3} – 10^{-9} Торр.

• Преимущества:

  • Высокая скорость откачки.

  • Отсутствие масла в рабочей зоне.

1.2 Диффузионные насосы

• Принцип работы:

  • Поток пара масла (или другого рабочего вещества) захватывает молекулы газа и переносит их к выходу.

• Диапазон давления: 10^{-3} – 10^{-7} Торр.

• Преимущества:

  • Высокая производительность.

  • Простая конструкция.

• Недостатки:

  • Требует систем охлаждения.

  • Возможна контаминация паром масла.

2. Ионные насосы

• Применяются для сверхвысокого вакуума.

• Принцип работы:

  • Молекулы газа ионизируются электрическим полем и захватываются на поверхностях катодов.

• Диапазон давления: 10^{-6} – 10^{-12} Торр.

• Преимущества:

  • Отсутствие движущихся частей.

  • Высокая чистота вакуума.

• Недостатки:

  • Низкая скорость откачки при высоких давлениях.

3. Криогенные насосы

• Работают путем конденсации молекул газа на охлажденных поверхностях.

• Принцип работы:

  • Специальные поверхности охлаждаются до сверхнизких температур (<20 K< 20 \, K), где молекулы газа оседают и конденсируются.

• Диапазон давления: 10^{-3} – 10^{-12} Торр.

• Преимущества:

  • Высокая эффективность при откачке водорода, гелия, азота.

• Недостатки:

  • Высокая стоимость и необходимость в системе охлаждения.