Короткое описание

Вакуумні насоси: класифікація та принцип роботи

Вакуумний насос необхідний для створення в певному місці розрідженого стану газової або повітряної суміші. Його використовують у різних галузях: видобуток вугілля, ливарний, електронний, текстильний. Висушування та зневоднення застосовують у медицині, при виробництві молочних продуктів, олії, пива та готової до вживання їжі. У металургії вакуумізація допомагає усунути газоподібні домішки у металевому сплаві.

Насос може створювати 3 типи вакууму:

• низковакуумний – знижує тиск у середовищі, що відкачується;
• форвакуумний – попередньо розріджує та підтримує умови, необхідні для роботи вузла;
• висококуумний – призначений для створення розрідження в діапазоні від 0,1 до 10-5 Па. Іноді використовується у зв’язці з форвакуумним насосом, який забезпечує попереднє розрідження.

Обладнання здатне перекачувати середовища кількома методами:

• об’ємний. Функціонує за принципом зменшення обсягу робочої камери. Установка такого типу качає речовину порційно;
• молекулярний. Принцип відкачування повітряного середовища такий: пара, струмінь води або лопаті ротора захоплюють молекули та передають їм додаткову швидкість.

Класифікація

1. Поршневий. Функціонує рахунок руху поршня з клапанами. Тиск зменшується, коли елементи переміщуються до середньої частини корпусу.
2. Роторний або роторно-пластинчастий. Усередині корпусу є пружини, які постійно притискають пластини до кожуха. Коли ротор обертається, утворюються сектори з об’ємом, що постійно змінюється. У процесі роботи сектора приєднуються то до всмоктувальних, то нагнітальних патрубків. Так відбувається всмоктування газу та його викид із камери. Бувають одно- та двоступінчастого виконання. Другий тип створює більший тиск, стійкий до пари, більш продуктивний та економічний. Роторний насос зустрічається в безмасляному та масляному виконанні.
3. Мембранний. Це найпростіший безмасляний агрегат низького вакууму, малошумний. Як робочий елемент виступає мембрана. Коли вона рухається, відкачується середовище. Особливість – стабільність під час роботи з хімічними компонентами.
4. Турбомолекулярний. Створює та підтримує високий вакуум. Складається з ротора та статора. Швидкість обертання ротора сягає десятків тисяч за хвилину. Пристрій стискає гази, передаючи імпульс від лопатей ротора, що швидко обертаються, молекулам газу.
5. Ежекторний. Його дія заснована на захопленні частинок струменем пари. Так частина енергії переходить до струменя, що відкачується, і підвищується тиск. Найчастіше застосовуються в лабораторній практиці для отримання тиску 2×10-6 – 3×10-7 мм. рт. ст.
6. Водокільцевий. Корпус заповнений рідиною, у якій обертається ротор. За рахунок відцентрової сили суміш рухається до периферії – так створюються сектори змінного обсягу. Якщо вони збільшуються, відбувається всмоктування газу. Коли сектори зменшуються, газ стискається чи нагнітається. Цей тип добре зарекомендував себе в роботі при високих температурах із забрудненими газами.

Критерії вибору

Вибираючи обладнання, орієнтуються на такі характеристики:

• початковий та найбільший випускний тиск;

• граничний вакуум;

• швидкість викачування;

• характер середовища;
• потужність.

Стабільна робота обладнання залежить від правильності вибору вузла під конкретні умови. Насоси з маркуванням (Chemistry resistant) призначені для роботи з агресивними середовищами (розчинники, кислоти). Від того, які обсяги газу/пара та самої установки залежить продуктивність насоса.

Завжди відштовхуйтеся від завдання. Якщо вакуумний насос потрібен для фільтрації, аспірації або твердофазної екстракції, шукайте агрегат з вакуумом 70-100 мбар. Для сушіння та для перегонки/концентрування під вакуумом – 7-12 мбар. У тих областях, де використовується висококиплячі розчинники – 0,6-2 мбар.