Форвакуумный насос — это устройство, предназначенное для создания вакуума в различных промышленных и научных приложениях. Он работает на принципе удаления молекул газа из замкнутого пространства, что позволяет достигать низких уровней давления, необходимых для проведения экспериментов или технологических процессов.
Такие насосы часто используются в полупроводниковой, фармацевтической и химической промышленности, а также в оборудовании для лазерной технологии и научных исследований. Они могут быть механическими или электронными, и выбор конкретного типа зависит от требований к уровню вакуума и условий работы.
Насосы форвакуумные для высоковакуумных установок
Добыча и переработка сырья, солнечная энергия, сублимационная и трансформаторная сушка, медицинские технологии, плазменная обработка, производство аккумуляторов, технических газов — спрос на вакуумные технологии и их использование в самых разных областях практически безграничны. Такое разнообразие применений, естественно, предъявляет различные и часто очень специфические требования к требуемому вакуумному оборудованию. Для многих применений требуются не только вакуумные насосы и системы, но часто и другие аксессуары, гарантирующие правильную работу насосов и максимальный срок службы оборудования. Снижение эксплуатационных расходов также может быть достигнуто за счет использования соответствующих принадлежностей для насосов.
Для создания высокого вакуума обычно используются турбомолекулярные насосы. Такие турбонасосы не могут сжимать газ до атмосферного давления, поэтому требуется форвакуумный насос. Использование роторной воздуходувки (роторный насос Рутса) с современным турбонасосом значительно улучшает вакуумную чистоту и снижает требования к техническому обслуживанию. Во многих случаях этот безмасляный высокий вакуум абсолютно необходим.
Влияние форвакуумных насосов на вакуумную систему
Во многих применениях максимальная мощность и давление вакуумной системы в основном определяются параметрами используемого высоковакуумного насоса. Но характеристики вакуумных систем определяются не только высоковакуумным насосом, но в значительной степени также форвакуумным насосом и расположением внутри всей насосной станции.
Вакуумный насос или насосная станция поддерживают поток газа, который выбрасывается вакуумной системой. В случае вакуумного процесса, к которому добавляются технологические газы, пропускная способность газа определяется этим расходом технологического газа. Если, напротив, предполагается, что вакуумная система достигает низкого конечного давления без добавления газов, пропускная способность газа в основном определяется газом, выделяющимся с внутренних поверхностей вакуумной системы.
Как выбрать форвакуумные насос?
Если для вакуумные системы нужен форвакууумный насос, то он должен создавать давление, которое меньше максимального давления переднего вакуума используемого высоковакуумного насоса. Это максимальное давление переднего вакуума можно найти в спецификациях каждого турбонасоса и оно называется “максимальное предельное остаточное давление”. В зависимости от типа конструкции и производителя современные турбонасосы со ступенью Холвек могут работать более 20 мбар.
Таким образом, возможности выбора насосов из предлагаемых стандартных вспомогательных насосов практически не ограничены. Многие форвакуумные насосы, такие как пластинчато-роторные насосы с масляной смазкой, компактные мембранные насосы или высокопроизводительные роторные воздуходувки, способны создавать такое давление переднего вакуума по отношению к атмосфере.
Какие типы насосов можно использовать в качестве вспомогательных для высоковакуумных установок?
Получение высокого или сверхвысокого вакуума может быть эффективно достигнуто только при использовании переднего насоса, который заряжает основной насос.
Передние насосы (иногда называемые “форвакуумными насосами”) снижают давление до уровня, при котором высоковакуумные насосы могут работать безопасным, эффективным и результативным образом. Однако объединение различных типов вакуумных насосов для достижения оптимальной производительности не является простым делом. Не существует готовых насосных систем, которые охватывали бы все области применения, возможные варианты и требования одновременно, поскольку существует множество критических факторов и воздействий, которые необходимо учитывать.
Выбор насоса (как форвакуумного, так и высоковакуумного) зависит от ряда факторов, включая шум / вибрацию, стоимость (первоначальную и текущую), устойчивость к загрязнению, занимаемую площадь, графики технического обслуживания, устойчивость к пару и т.д. Однако не существует единого идеального насоса для высокого и сверхвысокого давления: каждый тип имеет свой собственный набор преимуществ и недостатков.
Основные форвакуумные насосы (которые предпочтительно являются безмасляными и сухими) включают:
- мембранные насосы;
- спиральные насосы;
- многоступенчатые насосы;
- винтовые насосы;
- и воздуходувки Рутс.
Требования к форвакуумному насосу
Форвакуумный насос работает для создания вакуума от атмосферного давления (иногда немного выше) до давления основного насоса. Форвакуумные насосы можно использовать как автономные насосы для вакуумной упаковки, термоформования, прессования, сублимационной сушки и т. д. Его также можно использовать для поддержки высоковакуумных насосов, таких как турбомолекулярные насосы и диффузионные насосы, когда требуется более высокий уровень вакуума в таких приложениях, как обработка полупроводников, масс-спектрометрия и исследования и разработки.
- Предельный вакуум, достаточный для удовлетворения требований к давлению высоковакуумных насосов — до 0,3 мбар.
- Высокая скорость откачки даже при давлении, близком к предельному вакууму.
- Низкое энергопотребление.
- Устойчивость к конденсату.
- Небольшой размер, легкий вес, низкая вибрация.
Роторные воздуходувки Рутс будут отличным выбором для высоковакуумных установок.
Статьи
Воздуходувки для аэрации
Источник3: vacuumequipment.ru
Форвакуумный насос: принцип работы, спиральный, безмасляный (сухой), масляный
Форвакуумный насос входит в состав мощных комплексов по созданию высокого и сверхвысокого вакуума в качестве элемента, обеспечивающего предварительное разрежение.
Форвакуумный насос
Форвакуумное оборудование может быть следующих видов в зависимости от рабочего механизма: пароструйный (паромасляный), водокольцевой, пластинчато-газовый, пластинчато-роторный и другие вращательные типы, поршневой (вытеснительный). Соответственно, форвакуумная техника может быть как масляной, так и «сухой».
Форвакуумный насос: принцип работы
Принцип устройства форвакуумного насоса основан на достижении и фиксации определенных параметров вакуума – низкой и средней степени разрежения. Схему прибора рассмотрим на наиболее эффективной модели – спиральной. Это безмасляный агрегат с электрическим приводом. Внутри его рабочей камеры расположены две тонкие прочные пластины, имеющие форму спирали.
После запуска агрегата электрическим двигателем промежуточный вал передает импульс к спиралям, и одна из них начинает быстро вращаться, а вторая остается статичной. С каждым оборотом пластинки захватывают объем газового вещества, концентрируют его в сжатом виде в центре у специального канала. В камере происходит перепад давления, весь объем можно условно поделить на зоны низкого, высокого и усредненного давления. Таким образом, парогазовая смесь готова к дальнейшему вытеснению.
Форвакуумный насос: принцип работы
Другие типы форвакуумного насосного оборудования работают по похожему методу. Например, в ряде моделей роль спиралевидных пластин играют винтовые диски. Они также нагнетают внутри корпуса газы, создавая области различного давления, и с помощью сжимающей силы направляют их по магистралям. В диафрагменной технике эту функцию берет на себя прочная гибкая мембрана, разделяющая камеру с воздухом на две части, давление в которых не равно между собой. Мембрана настолько прочна, что по производительности не уступает мощным роторам.
Спиральный форвакуумный насос – применение
Масляное форвакуумное оборудование успешно применяется в различных отраслях производства. Недопустима закупка масляных агрегатов для фармацевтических фабрик, заводов по производству медицинских машин и пищевой продукции, чтобы избежать попадания масляных частиц в готовые товары. Если внутри прибора при эксплуатации всегда находится техническая жидкость, его запрещено применять для агрессивных газов, чтобы предотвратить возникновение нежелательных химических реакций. Чтобы увеличить «чистоту» действия масляного агрегата, пользователи обычно оснащают его клапанами, чувствительными к инородным частицам – при появлении молекул грязи тут же происходит их «перехват».
Спиральный форвакуумный насос — применение
Дополнительный насос форвакуумный также активно используется для поддержания стабильных показателей давления внутри установок при движении отработанных газов к выходу в атмосферу. Это актуально для мощных конструкций, вырабатывающих почти абсолютную пустоту, сверхвысокий вакуум, центральной секцией которого зачастую выступает турбомолекулярный насос.
Разный способ нагнетания внутри форвакуумного агрегата обуславливает отличия в технических характеристиках моделей. Винтовой аппарат потребляет наименьшее количество электричества среди аналогов, по учету затрат времени на обслуживание преимущество у диафрагменного компрессора. Спиральные диафрагменные установки имеют высокоточную систему балансировки и обладают лучшими отзывами по бесшумности работы.
Форвакуумный насос безмасляный (сухой)
Сухая форвакуумная техника сегодня используется:
- в химической и атомной промышленности;
- в металлургии;
- в выпуске светильников, ламп, световых гирлянд, электронных датчиков и других приборов, оптических инструментов;
- в научно-исследовательских институтах и при разработке микросистемной техники.
Форвакуумный насос безмасляный (сухой)
Отличительная черта описываемого оборудования – создание стабильной среды низкого и среднего разрежения за короткий временной промежуток. Насос способен обработать от 1 до 3 кубических метров газового вещества за 60 минут, поддерживая давление внутри установки на уровне около пятиста бар. Предельный показатель вакуума, которое может предоставить насосное форвакуумное оснащение, равен 10 -3 Торр.
Особой эффективностью отличаются насосы спирального типа. В рабочего камере такого прибора может быть обработан любой нейтральный газ. Максимальная скорость откачки вещества увеличена в агрегате до тридцати пяти кубических метров в час, а остаточное давление держится на уровне 0,02 мбар. Поставщики такого форвакуумного оборудования Выпускают для своих товаров особые уплотнители из фторопласта-4, которые, покрывая спиральные пластины, позволяют быстрее набрать стабильный ход и увеличивают срок их службы.
Источник4: vacuumequipment.ru
Источник5: makipa.ru
Форвакуумный насос: что о нём нужно знать
Их задача – создать разряжение в герметичной ёмкости путём удаления из неё воздуха, газов. Агрегаты для перекачки газа называют «компрессорами для получения вакуума», улавливающие – «конденсаторами». Используются в нефтехимии, металлургии, пищевой промышленности, науке, медицине и фармакологии.
Вакуумный агрегат из двух ступеней на базе форвакуумного, двухроторного Рутса и диффузионного насосов
Общее назначение вакуумных приборов
- низкий и средний: 1-10 -3 Торр;
- высокий: 10 -3 -10 -7 Торр;
- сверхвысокий: 10 -7 -10 -15 Торр.
Классификация аппаратов для получения вакуума
- форвакуумные (первичные) и дожимные (бустерные) насосы – низкий;
- высоковакуумные (вторичные) – высокий и свыше.
- перекачка;
- улавливание.
- масляные (мокрые);
- сухие.
Уплотнением между деталями в сухих аппаратах служат полимеры или диафрагмы.
Купить насос и необходимые для него принадлежности можно в нашем интернет-магазине.
Вакуумный аппарат типа Рутс RUVAC WA 251
Сверхвысокую степень разряжения (в диапазоне 10 -7 – 10 -15 Торр) создают турбомолекулярные насосы (ТМН). Но для его запуска нужно создать предварительное разряжение от 1 до 10 -4 Торр. Эту миссию берёт на себя форвакуумный насос. Применяется в агрегатах совместно с ТМН.
Форвакуумный насос: принцип работы
- Спиральный. В корпусе аппарата внутри статичной спирали выполняет вращение подвижная спираль, создавая разрежение. Газовые смеси движутся к оси камеры, сжимаются, выводятся наружу.
- Винтовой. Вращением винтового ротора внутри статора газ по канавкам перемещается в заданном направлении. Затем – сжатие и вывод наружу. Механизм может включать несколько винтов.
Схема устройства винтового форвакуумного насоса
- Плунжерный или золотниковый. Эксцентрик, с надетым плунжером в виде втулки, вращается внутри камеры-цилиндра. Сжатие газа производится плунжером. Обратному движению газов препятствует золотник.
- Водокольцевой. Вращаясь в камере, частично заполненной жидкостью, лопасти ротора-эксцентрика за счёт центробежной силы вытесняют её к внутренней стороне её поверхности. В остальном объёме формируется разрежение в виде серпа. Сжатие, удаление газа происходит на его конце в зоне порта.
- Пластинчато-роторный. Рабочий орган – ротор с лопастями. Устанавливается со смещением от оси цилиндрической камеры. Лопатки вращением прижимаются к её стенке, сжимают и выпускают газ через нагнетательный клапан.
Схема устройства форвакуумного пластинчато-роторного масляного насоса
- Роторно-поршневые. Механизм бывает двух типов: аксиальный, радиальный. Расположение поршней в первом случае – внутри барабана (траектория их перемещения – параллельна оси ротора), во втором – в виде звезды.
- Насосы Рутса. Механизм состоит из пары роторов, имеющих вид восьмёрки. Вращение – противоположно направленное. Циклы: забор газа, отсекание в районе нагнетательного клапана, сжатие, вывод газа.
Масляные форвакуумные насосы
Механизм этого типа приборов для функционирования использует смазку. Служит уплотнением в зазорах деталей, выводит тепло.
Процесс рециркуляции масла в пластинчато-роторном форвакуумном насосе
- необходимость устройства ловушек паров масла;
- загрязнение окружающей среды парами углеводородов;
- расходы на вакуумное масло.
Вакуумные масла
Вакуумное масло REFCO RL-2, RL-4, RL-8B
- сохранение смазывающих свойств при высоких температурах;
- слабая окисляемость.
Безмасляные форвакуумные насосы
- винтовые;
- когтевые;
- многоступенчатые Рутса.
Спиральный безмасляный форвакуумный аппарат Ulvac DIS-501
- пониженное энергопотребление;
- исключение затрат на масло, переработку после использования;
- простое обслуживание, ремонт.
Коротко о главном
Спасибо, что дочитали до конца. Вы узнали, что форвакуумные насосы имеют свои конструктивные особенности, технические параметры. Теперь ваших знаний хватит для принятия правильного решения при подборе необходимого оборудования. Это обеспечит его безупречную работу, качественное выполнение задач.
Возможно, что-то осталось за рамками статьи. Может специалисты своими знаниями, опытом в виде советов, могут помочь сделать её более полезной?
Источник6: makipa.ru