Воскресенье, 17 Декабрь 2017 11:47:05

ООО «ВАКУУМ-УКРАИНА» -это украинский партнер разработчиков и производителей вакуумно-технологического оборудования для различного рода производств, таких как напыления, травления, осаждения различных материалов. Основным видом деятельности компании с момента её основания, является внедрение и обслуживание современных автоматизированных вакуумных установок на ряде перспективных украинских предприятий.
Вход



Опрос

Чьи интересы Вы представляете:

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Рекомендации

Рекомендации по выбору вакуумного насоса

Вакуумные насосы служат в основном для двух целей. Первая заключается в получении возможно более высокого вакуума в приборах, отпаиваемых от насосов. Вторая сводится к тому, чтобы поддерживать возможно более высокий вакуум в системе путем ее непрерывной откачки.

В процессе создания разрежения в любой вакуумной системе можно установить два основных вида течения газа по трубопроводу:
а) в начальной стадии откачки, когда с помощью насосов происходит удаление основной массы газа и давление в системе довольно резко падает, имеет место нестационарное течение газа или же так называемый квазистационарный поток (при котором не будучи постоянным по времени, поток все же в каждый момент остается одинаковым для любого сечения трубопровода);
б) в процессе дальнейшей откачки системы, когда давление в ней установилось и поддерживается на определенном уровне, имеет место стационарное течение газа. Стационарное течение газа будет, например, в том случае, когда в откачиваемом объеме выделяется или натекает в него извне такое же количество газа, которое за это время удаляется насосом из вакуумной системы.

Проектирование вакуумной установки, как правило, начинается с выбора высоковакуумного насоса, который во многом определяет быстроту откачки системы в том случае, когда насос своим входным отверстием может быть непосредственно присоединен к объекту откачки без всякого трубопровода или же при использовании достаточно короткого и широкого трубопровода. В качестве примера вакуумных установок, в которых откачиваемый объект можно непосредственно присоединить к насосу, следует указать вакуумные печи различного назначения, установки для прокаливания металлических деталей токами высокой частоты с целью их обезгаживания, установки для катодного распыления, для нанесения покрытий под вакуумом и т. д.

В том случае, когда откачка какого-либо прибора сопровождается интенсивным прогревом его деталей, быстрота действия насоса чаще всего выбирается, исходя из требуемого времени обезгаживания. Для определения быстроты разрежения вакуумной системы в этом случае необходимо вычислить полное количество газов (в литрах или куб. сантиметрах), выделяемых с поверхности стеклянных или керамических деталей и из толщи металлических деталей, привести этот объем к тому давлению и температуре, при которых производится откачка, и разделить на требуемое время обезгаживания.

Вычислив быстроту разрежения вакуумной системы и проводимость соединительного трубопровода, нетрудно подсчитать, какой быстротой действия должен обладать высоковакуумный насос. Нужно, чтобы насос успевал откачивать выделяющиеся газы, иначе может произойти возрастание давления в приборе, что существенно ухудшает процесс газоотдачи. При этом следует учитывать, что часто газоотделение идет скачками (пикообразно, в зависимости от быстроты нарастания температуры), поэтому насос надо выбирать с некоторым запасом производительности.

Что касается насоса предварительного разрежения, предназначенного для совместной работы с высоковакуумным насосом, то к нему предъявляются, в основном, два требования:
1. Создание разрежения, необходимого для нормальной работы высоковакуумного насоса.
2. Быстрота действия насоса предварительного разрежения при допустимых выпускных давлениях должна быть, по крайней мере, достаточна для удаления газа, выбрасываемого высоковакуумным насосом.

Если откачиваемый прибор присоединен к насосу через трубопровод с узкой перетяжкой, диаметр которой обычно выбирается из условий удобства отпайки прибора после откачки, то по сути дела быстрота разрежения вакуумной системы в этом случае определяется в основном не быстротой действия насоса, а пропускной способностью наиболее узкой части трубопровода (перетяжки). Поскольку любой из применяемых насосов обычно имеет быстроту действия, в несколько раз превышающую пропускную способность этой перетяжки, то в данном случае высоковакуумный насос выбирается с такой быстротой действия чтобы коэффициент использования насоса был по возможности максимален.

Стационарное течение газа имеет место также при непрерывной откачке таких приборов, как электронные микроскопы, ртутные выпрямители, разборные генераторные лампы, масс-спектрометры и т. п., в которых необходимо поддерживать возможно более низкое давление при установившейся скорости натекания и газовыделения. Поскольку эти приборы в основном изготовляются из металла и имеют сварные швы, а также резиновые или металлические уплотнительные прокладки, то следует учитывать, что разборные вакуумные установки такого рода никогда не бывают совершенно герметичными, а проникновение газа через течи создает дополнительную нагрузку на насосы.

Например, через отверстие, имеющее площадь всего лишь 0,0003 мм2, проникает в аппаратуру 0,1 г воздуха в час. При выборе размеров соединительных трубопроводов в стационарных установках для откачки больших объемов следует руководствоваться также соображениями экономичности. Наличие высоковакуумных коммуникаций может снижать быстроту действия насоса на 40-60%, в то время как в низковакуумных коммуникациях не следует допускать снижения быстроты действия механического насоса более чем на 5-10%.

Дело в том, что механические насосы значительно дороже простых низковакуумных коммуникаций, состоящих обычно из труб диаметром 20-60 мм. Что касается стоимости пароструйного насоса, то она оказывается приблизительно равной стоимости высоковакуумной коммуникации, в состав которой обычно входят дорогостоящий высоковакуумный затвор и азотная ловушка, значительное увеличение габаритных размеров которых нецелесообразно.

Как уже указывалось, в том случае, когда с помощью вакуумного насоса удаляется основная масса газа и давление в системе довольно быстро падает, имеет место так называемый квазистационарный поток, примером которого может служить процесс откачки газа от атмосферного давления до величины предельного вакуума, создаваемого механическим насосом. Выбор механического насоса в этом случае достаточно прост. Для этой цели, исходя из общего объема всей системы, выбирается насос с такой быстротой действия, чтобы за определенное время можно было получить в системе нужный вакуум.

Вакуумный насос

Вакуумный насос — устройство для удаления (откачки) газов и паров из замкнутого объёма с целью получения в нём вакуума. Существуют различные типы вакуумного насоса, действие которых основано на разных физических явлениях: механические (вращательные), струйные, сорбционные, конденсационные.

Основные параметры вакуумного насоса

  1. Предельное (наименьшее) давление (остаточное давление, предельный вакуум), которое может быть достигнуто насосом.
  2. Быстрота откачки — объём газа, откачиваемый при данном давлении в единицу времени (м3/сек, л/сек).
  3. Допустимое (наибольшее) выпускное давление в выпускном сечении насоса, дальнейшее повышение которого нарушает нормальную работу вакуумного насоса.

Область применения вакуума

  • Высокий вакуум и высоковакуумные насосы применяются в физических лабораториях, в сфере высоких технологий, например, в установках вакуумного напыления.
  • Низкий вакуум и соответствующие вакуумные насосы широко применяются в технологических процессах различных отраслей промышленности, в медицине, сельском хозяйстве и т.д. Насосы, создающие низкий вакуум, используются как самостоятельно, так и в качестве форвакуумных насосов, т.е. применяющихся в качестве первых ступеней откачки высоковакуумных систем.

Основные типы вакуумных насосов

Жидкостно-кольцевые (водокольцевые) насосы

Отличительной особенностью жидкостно-кольцевых вакуумных насосов является то, что сжатие газа в них осуществляется жидкостным кольцом, которое приводится в движение лопаточным рабочим колесом, эксцентрично расположенным в корпусе.

Перед пуском насос до оси заполняется жидкостью. При вращении рабочего колеса жидкость лопатками отбрасывается к корпусу, и между ступицей рабочего колеса и жидкостным кольцом образуется серпообразное пространство, разделённое лопаткам рабочего колеса на рабочие ячейки, объём которых изменяется в зависимости от угла поворота рабочего колеса. На угле поворота рабочего колеса, при котором объём рабочих ячеек увеличивается, они соединяются со всасывающим окном и через него заполняются откачиваемым газом. Когда объём рабочей ячейки станет максимальным она отсоединяется от окна всасывания. При дальнейшем повороте рабочего колеса объём рабочей ячейки уменьшается, и в ней происходит сжатие газа. На определённом угле поворота рабочая ячейка соединяется с нагнетательным окном, и газ благодаря уменьшению объёма рабочей ячейки выталкивается через нагнетательное окно в нагнетательный патрубок.

Привод жидкостно-кольцевого насоса осуществляется непостредственно от электродвигателя. Вал электродвигателя соединяется с валом насоса через упругую муфту. Так как газ сжимается жидкостью, в насосе осуществляется хороший теплообмен между сжимаемым газом и жидкостью, и большая чать тепла сжатия отводится от газа. Чтобы поддерживать температуру жидкостного кольца стабильной, постоянно вводятся новые порции холодной жидкости. Излишнее количество жидкости отводится из жидкостного кольца через нагнетательное окно и нагнетательный трубопровод в отделитель жидкости.

Протекание процесса сжатия с интенсивным теплообменом даёт возможность откачивать легко разлагающиеся, полимеризующиеся, воспламеняющиеся и взрывоопасные газу и смеси. Наличие жидкостного кольца и отсутствие органов газораспределения позволяет насосам откачивать газы, содержащие пары, капельную жидкость, твёрдые инородные включения типа пыли и даже абразивные частицы. Соответствующий подбор рабочей жидкости позволяет откачивать с помощью жидкостно-кольцевых вакуумных насосов агрессивные газы. Например, для перекачки хлора используется концентрированая серная кислота (концентрация H2SO4 – 97…98%).

Пластинчато-роторные насосы с масляным уплотнением

Насос этого типа состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого эксцентрично вращается ротор, в котором имеются пазы, и в них возвратно-поступательно движутся пластины.

При вращении ротора пластины под действием центробежной силы прижимаются к стенкам цилиндрической камеры и, уплотняясь масляной плёнкой, делят пространство на отдельные рабочие ячейки. На угле поворота ротора, при котором объём рабочих ячеек увеличивается, они соединяются со всасывающим патрубком и происходит всасывание. Затем рабочие ячейки отсоединяются от всасывающего патрубка, объём их уменьшается, и в них происходит сжатие откачиваемого газа. На определённом угле поворота ротора ячейки соединяются с нагнететельным патрубком, и благодаря уменьшению объёма рабочих ячеек газ из них выбрасывается в нагнетательный патрубок.

Для уменьшения влияния на производительность пластинчато-роторного вакуумного насоса переноса газа со стороны нагнетания на сторону всасывания в защемлённом объёме, в нижней части цилиндрического корпуса и торцевых крышках выполнен ряд отверстий. Через эти отверстия сжатый газ из защемлённого объёма по кольцевым каналам перепускается в рабочую ячейку, в которой начался процесс сжатия.

В полость сжатия для смазки трущихся деталей и уплотнения зазоров подаётся масло через трубопроводы. Для уплотнения торцевых зазоров применяются уплотнительные кольца, которые прижимаются к торцовым крышкам пружиной. Уплотнение вала осуществляется торцовым сальником.

Для получения остаточного давления порядка 10-3 мм.рт.ст. применяются двухступенчатые вакуумные насосы. Все зазоры и вредные объёмы заполнены и уплотнены вакуумным маслом.

Пластинчато-роторные безмасляные (сухие) насосы

Принцип работы такой же, как и у пластинчато-роторных маслоуплотняемых насосов за исключением того, что они работают без применения смазок.

Чаще всего насосы данного типа используют там, где достаточно неглубокого вакуума (100-200 мбар). К основным их достоинcтвам можно отнести экологичность применения.

Двухроторные насосы

Насосы данного типа состоят из корпуса, в котором вращаются два одинаковых по профилю ротора, двух торцовых крышек, подшипников, синхронизирующей передачи и сальников. Откачка и сжатие газа происходят вследствие заполнения газом образуемой в вакуумном насосе рабочей камеры, которая переносится без сжатия из полости всасывания в полость нагнетания. После сообщения рабочей камеры с нагнетанием давление в ней возрастает за счёт газа, перетекающего из нагнетательного окна.

Основные достоинства двухроторных вакуумных насосов: большая производительность, отсутствие масла в сжимаемом газе, полная уравновешенность, быстроходность, равномерность откачки газа, надёжность и долговечность. К недостаткам насосов данного типа относятся: небольшая степень повышения давления, несовершенство процесса сжатия, более высокая температура газа на нагнетании и высокий уровень шума.

К недостаткам насосов данного типа относятся: небольшая степень повышения давления, несовершенство процесса сжатия, более высокая температура газа на нагнетании и высокий уровень шума.

Быстрота действия насосов Рутса находится в пределах от 0,3 до 28000 л/с. Роторы типа Рутс имеют две-три лопасти, как правило, прямозубые. Зазор между роторами и корпусом не превышает 0,0015…0,0025 наружного радиуса ротора, а между роторами и торцовыми крышками зазор выполняется приблизительно в 1,5 раза больше.

Мембранные насосы

В мембранных вакуумных насосах осуществляется безмасляная откачка газа вследствие изменения объёма, описываемого мембраной. Прогиб мембраны ограничивается краевыми креплениями и ходом толкателя. В небольших мембранных насосах (микронасосах) привод мембраны может осуществляться через шток от кривошипно-шатунного механизма, а в крупных – гидравлическим способом от специального поршневого насоса. Газораспределение – клапанное.

С увеличением прогиба мембраны возрастает объёмная производительность насоса, но снижается долговечность работы. Кроме того, к недостаткам мембранных вакуумных насосов можно отнести тихоходность и большую металлоёмкость.

Если необходимо перекачивать химически активные газы или смеси с помощью мембранных вакуумных насосов, то необходимы насосы в химостойком исполнении: на все детали, соприкасающиеся с перекачиваемым газом, нанесено химостойкое покрытие, мембрана выполнена из специального каучука.

Спиральные насосы

Данные насосы предусмотрены на безмасляного получение вакуума в производстве и лабораториях. Они могут использоваться как отдельно, так и в комбинации с другими насосами.

Специальное химостойкое покрытие обеспечивает беспрепятственное использование для перекачки химически активных газов.

Насосы обладают газобалластным устройством, которое позволяет перекачку паров до определённого давления всасывания. Если всё же внутри насоса образуется конденсат, эта проблема решается с помощью вертикального монтажа насоса. Они специально спроектированы для применения в областях, где образуется конденсат.

Не имеют обратной диффузии частичек масла из насоса во всасывающий трубопровод и, соответственно, в вакуумную аппаратуру.

Микронасосы

Микронасосы – это по сути и принципу действия обыкновенные насосы, только невысокой производительности и малых габаритов.

Винтовые насосы

Эти насосы работают на безмасляной основе с регулируемым приводом благодаря частотному преобразователю. Встроенное регулирование числа оборотов двигателя обеспечивает его энергоэкономичное использование в зависимости от потребностей. Всасываемый воздух при этом всегда остаётся уравновешенным (нет пульсаций).

Преимущества винтовых вакуум-насосов:

  • Отсутствие промежуточных конденсаторов
  • Энергоэкономичность
  • Отсутствие загрязнения продукции
  • Отсутствие маслопотребления
  • не требует много места

Турбомолекулярные насосы

Действие турбомолекулярного вакуумного насоса основано на сообщении молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости в направлении их движения вращающимся ротором. Ротор состоит из системы дисков.

Возможны два вида расположения вала: горизонтальное и вертикальное. Явное достоинство насосов с вертикальным валом – предельная компактность и лёгкость благодаря естественному расположению первой решётки – роторного диска непосредственно у разъёма входного фланца, а двигателя – внутри полого ротора. В тоже время насос с горизонтальным валом имеет лучшую ремонтоспособность, поскольку подверженные износу подшипники в нём легко доступны и могут быть легко заменены без разборки насоса.

Самый сложный, точный и дорогой узел – ротор – нуждается в тщательной динамической балансировке. Точность балансировки зависит от массы ротора и обратна пропорциональна квадрату рабочей частоты его вращения. Недостаточная балансировка ротора приводит к опасным для работы вакуумных приборов вибрациям, нагрузкам на подшипники и досрочному выходу насоса из строя.

Не менее важными узлами являются опорные устройства. Требование продолжительной работы при высоких частотах вращения с учётом размещения подшипников в вакууме выполнимо только при применении подшипников самой высокой точности и быстроходности. Особые трудности представляет подбор радиально-упорных подшипников. Однако одной точности и лёгкости подшипников недостаточно. В связи с наличием кроме исходного дебаланса неидеальной жёсткости деталей, собственной частоты колебаний вала и лопаток, несимметрии электромагнитного поля двигателя, зазоров и износа в подшипниках необходим подбор характеристик упругости обойм, в которые устанавливаются подшипники. Применяются обоймы в виде тонкостенных разрезных пружинных втулок.

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.

Перевод
Russian flagChinese (Simplified) flagEnglish flagGerman flagUkrainian flag                                           
Каталог
  • BECKER (Германия) (1)
    • Пластинчато-роторные безмасляные вакуумные насосы-компрессоры (1)
  • BIGIESSE (1)
    • Вакуумные насосы серии PBO (1)
  • BUSH (1)
  • CECCATO (1)
    • Компрессоры вакуумные винтовые (1)
  • KYKY (3)
    • Турбомолеклярные насосы (3)
  • LEYBOLD-HERAEUS (Германия) (1)
  • OC OERLICON (2)
    • Пластинчато-роторные вакуумные насосы TRIVAC C (2)
  • SHINKO-SEIKI (1)
    • Вакуумные бустерные насосы (двухроторные насосы Рутса) (1)
  • ZTP TEPRO S.A. (Польша) (11)
  • ВАКУУММАШ (105)
    • Вакуумная арматура (25)
      • Затворы типа 2ЗВЭ (4)
      • Затворы типа ЗВПлП (3)
      • Клапаны натекатели (3)
      • Клапаны типа ЗКН (1)
      • Клапаны типа КВМ (2)
      • Клапаны типа КВП (4)
      • Клапаны типа КВР (3)
      • Клапаны типа КВЭ (3)
      • Клапаны типа УРС (2)
    • Вакуумные метализационные установки (8)
    • Вакуумные откачные посты (2)
    • Механические вакуумные насосы и агрегаты (37)
      • Агрегаты типа АВВ (6)
      • Агрегаты типа АВД (5)
      • Маслоотделители (4)
      • Насосы типа ВВН (10)
      • Насосы типа ВНК-2 (1)
      • Насосы типа НВД (2)
      • Насосы типа НВР (9)
    • Струйные вакуумные насосы и агрегаты (33)
      • Агрегаты типа АВДМ (5)
      • Ловушки для диф. насосов (12)
      • Насосы типа 2НВБМ (4)
      • Насосы типа НВДМ (5)
      • Насосы типа НВДС (1)
      • Насосы типа НД (6)
  • Завод ЛУЧ (РОССИЯ) (3)
  • НАСОСЭНЕРГОМАШ (1)
  • ТОЧМАШ (Россия) (1)
Галерея сайта
FireStats icon Работает с FireStats
ВАКУУМ-УКРАИНА, ООО
Яндекс.Метрика
Flag Counter