Вакуумные насосы — устройства, предназначенные для создания и поддержания вакуума в замкнутом объеме путем откачивания газов и паров. Они нашли широкое применение в различных областях техники и науки: химическая промышленность, производство полупроводников, медицинское оборудование и многое другое.
Существует несколько основных типов вакуумных насосов, каждый из которых имеет свои особенности конструкции и принцип работы.
Масляные ротационные вакуумные насосы
Одним из наиболее распространенных типов являются масляные ротационные вакуумные насосы. Эти устройства используют масло для уплотнения, смазки и отвода тепла, обеспечивая тем самым высокую степень вакуума.
Принцип их работы основан на использовании ротора с лопатками, который вращается внутри корпуса. При вращении ротора объем камеры между лопатками и корпусом изменяется, что приводит к отсасыванию газа из откачиваемого объема и его последующему вытеснению в атмосферу или в систему сбора.
Сухие вакуумные модели
Другой популярный тип – это сухие вакуумные насосы, не требующие использования рабочей жидкости (масла). Среди них выделяют:
- винтовые;
- клапанные;
- мембранные и другие типы.
Сухие насосы часто используются там, где важно избежать загрязнения откачиваемого пространства рабочей жидкостью.
Винтовые вакуумные насосы работают на основе принципа движения двух винтов, вращающихся в противоположных направлениях и образующих между собой замкнутое пространство. Это создает среду, в которой воздух или газ всасывается и сжимается. Они характеризуются высокой эффективностью, надежностью и низким уровнем шума.
Клапанные вакуумные насосы используют механизм клапана для создания вакуума. Они состоят из цилиндра с одним или несколькими поршнями, которые двигаются вверх и вниз. Когда поршень двигается вверх, он создает разрежение, которое всасывает воздух через входное отверстие. Когда поршень двигается вниз, он закрывает входное отверстие с помощью клапана, и воздух сжимается внутри цилиндра. Затем, когда поршень снова двигается вверх, сжатый воздух выпускается через выходное отверстие. Этот процесс повторяется много раз в минуту, создавая непрерывный поток сжатого воздуха.
Мембранные модели используют мембраны для создания вакуума. Мембраны могут быть выполнены из различных материалов, включая резину, тефлон и другие. Когда устройство начинает работать, мембрана начинает двигаться вперед и назад. При движении мембраны вперед воздух засасывается в насос, а при движении назад выталкивается. Таким образом, насос создает вакуум внутри себя и может использоваться для откачки воздуха из различных систем.
Турбомолекулярные модели
Турбомолекулярные насосы — еще один класс вакуумных насосов, используемых для получения сверхвысокого вакуума. Они работают по принципу передачи количества движения от быстро вращающихся лопастей к газовым молекулам, тем самым ускоряя их в направлении откачки. Эти устройства требуют предварительного откачивания газовой смеси с помощью другого типа насоса, так как они эффективны только при уже низких давлениях.
Криогенные насосы
Криогенные модели используют свойство газов конденсироваться на поверхностях, охлажденных до крайне низких температур. Газы, попадая на такую поверхность, конденсируются и тем самым удаляются из откачиваемого объема. Этот тип насосов идеально подходит для получения и поддержания сверхвысокого вакуума, так как они не имеют движущихся частей и не вызывают загрязнения вакуума.
Диффузионные насосы
Диффузионные насосы работают, используя струю пара, которая увлекает газовые молекулы из откачиваемого пространства. Они также требуют предварительного откачивания газа и используются для достижения высокого и сверхвысокого вакуума. Эти модели не имеют механических движущихся частей, но используют жидкость (часто масло или ртуть) в качестве рабочего тела.
Каждый тип вакуумного насоса имеет свои преимущества и недостатки, и выбор модели зависит от конкретных требований: необходимый уровень вакуума, рабочий объем, требования к чистоте и другие факторы.