Sådan fungerer en vakuumpumpe: enkle spørgsmål til eksperter
I denne artikel lærer du, hvad vakuum er, eksisterende vakuumniveauer, hvilke egenskaber du skal vælge en vakuumpumpe til, hvad er klassificeringen af vakuumpumper, princippet om drift af en vakuumpumpe ved hjælp af eksemplet med skrue, membran og vinge-rotor modeller.
Artiklens indhold
Vakuum og dets niveauer. Formålet med vakuumpumpen
Vakuum er det fuldstændige fravær af stof i et område af rummet. Det kaldes også et vakuum, når gastrykket i rummet er mindre end atmosfærisk. Der er 4 vakuumniveauer:
- Lille (100 pascal eller mere)
- Medium (et hundrede til en tiendedel af en pascal)
- Stor (fra en tiendedel til en ti tusindedel af en pascal)
- Høj (mindre end en ti tusindedel af en pascal)
En vakuumpumpe bruges til at skabe forskellige niveauer af vakuum. De arbejder alle efter princippet om at suge gas ud af en beholder og derved reducere trykket. Mange faktorer kan påvirke driften af en vakuumpumpe: tætheden af forbindelsen og beholderen, gassen, der suges ud, udstyrets kraft.
Vakuumpumpens egenskaber
Der er fem hovedegenskaber ved en vakuumpumpe, som du skal være opmærksom på, når du vælger:
- Indledende tryk
- Sluttryk
- Maksimalt pumpens vakuumniveau
- Strøm
- Tid til at skabe vakuum
Typer af vakuumpumper
Vakuumpumper er opdelt i to store grupper - gasoverførsel og sorption. De samme er opdelt i andre typer, typer. For eksempel, i henhold til den type konstruktion, de skelner:
- Mekanisk
- Magnetisk udladning
- Jet
- Sorptiv
- Kryogenisk
Nedenfor vil vi se på de tre mest populære typer vakuumpumper - roterende vinge-, membran- og skrue mekaniske vakuumpumper.
Hvordan fungerer roterende vingevakuumpumper?
Funktionsprincippet for roterende vingevakuumpumper ligner de klassiske - de "suger" begge gas/væske fra beholderen:
Motoren roterer aksen med skiven. Der er mange klinger/plader installeret på skiven, som presses tæt mod væggene i huset, hvori de er installeret. Bladene danner forseglede celler inde i pumpen. En sådan celle er fyldt med gas fra en beholder. Motoren drejer hjulet, og en anden celle lukker indløbsrøret. Bladene skubber en del gas i cellen mod udløbsrøret. Gassen optager hele volumen fra bladet til rørets ventil. Bladene fortsætter med at snurre - volumen falder, trykket stiger. Gassen trykker på ventilen, åbner den og slipper ud. På grund af trykforskellen opstår der kondens.
Hvordan fungerer membranvakuumpumper?
Driftsprincippet for membranpumper er baseret på at ændre rumvolumen. Til dette anvendes fleksible membraner.
Pumpehuset har et eller to arbejdskamre. De er udstyret med en fleksibel membran og to stænger - øvre og nedre. Når membranen "suges" indad, falder trykket i det forseglede rum. På grund af dette stiger den nederste stang - en kugle eller ventil - og afbryder gasforsyningen. Gas fra den udpumpede beholder fylder det åbne rum.Herefter udvider membranen sig og begynder at lægge pres på gassen. Den nederste stang lukker for gasforsyningen, og den øverste stang åbner under højt tryk. Fra den øverste stang strømmer gas til udløbsrøret. Herefter tømmes membranen igen, beholderen fyldes med luft, og den udvider sig og skubber den gennem den øverste stang ind i røret. Cyklusen gentages.
Sådan fungerer skruevakuumpumper
Skruvakuumpumper består af et par "gevind" skruer i et forseglet hus. Skruevakuumpumper har to gasindløbs- og -udløbsrør. Gassen kommer ind gennem dem og kommer ind i et forseglet hus med to skruer presset tæt mod væggene og hinanden. Der er plads mellem dem, som er optaget af gas. Denne plads er begrænset af "gevindene" på en af skruerne. Når motoren begynder at dreje skruerne, skaber deres "gevind" et fælles kammer/celle. Dette rum er fyldt med gas, hvorefter "tråden" blokerer indgangen til kammeret. Så gassen bevæger sig langs hele skruen til udløbsrørene. Den bliver også skubbet ud af dem af "tråden". Det vil sige, at gassen bevæger sig gennem forseglede celler mellem "gevindene" på skruerne, og de skubber den ud af pumpen.
