Вакуумні насоси

-- Я думаю, тільки про вакуумній техніці можна з гідністю сказати: виникла на порожньому місці.

-- І це ти називаєш на порожньому місці? Між іншим, історія вакуумної техніки починається в 1 столітті до нашої ери. Ще давньогрецькі вчені Герон Олександрійський і Ктезібій винайшли вакуумні насоси, здатні створювати невеликі розрідження.

Зрозуміло, перший співрозмовник своїм провокаційним на перший погляд заявою всього лише хотів нагадати про природну порожнечі вакууму. Чи справді це порожнеча? І якщо так, то чому володіє такою величезною силою, і які механізми здатні її створити? Спробуємо з'ясувати це з розмови наших анонімних співрозмовників. Один з них, як і ми, не посвячений у вакуумні премудрості. І нам це на руку:

-- Так що ж таке вакуум з наукової точки зору?

-- Вакуумом називають стан газу або пари при тиску нижче атмосферного, тобто нижче 105 Па.

-- Ну, тоді скажи мені, що особливого в низькому тиску, які можливості відкриває вакуумна техніка?

-- Справа в тому, що фізико-хімічні процеси, що протікають у вакуумі (у порівнянні з процесами при атмосферному тиску) характеризуються інтенсифікує (прискорює, підсилює, що збільшує) силою. Знижується в кілька разів температура кипіння рідини, зменшується в десятки-сотні разів швидкість окислення, підвищується швидкість дифузії і т. д. Ці особливості дозволяють створювати нові матеріали, прилади, технології.

-- Зрозуміло. А як можна створити вакуум?

-- У техніці вакуум створюють за допомогою вакуумних насосів різних принципів дії.

-- Яке тиск здатні створювати вакуумні насоси?

-- Промислові вакуумні насоси розділяються відповідно до того діапазоном тиску, в якому вони використовуються, на нізковакуумние (від 105 до 100 Па), средневакуумние (від 100 до 0,1 Па), Високовакуумні (від 0,1 до 10-5 Па) і сверхвисоковакуумние (менше 10-5 Па).

-- Мені цікаво, як діє вакуумний насос?

-- Для створення вакууму насос відкачує газ одним із двох способів. Або переміщує газ за рахунок додатку до нього механічних сил. Такі насоси називають механічними. Або пов'язує газ шляхом сорбції, хімічних реакцій або конденсації. У цьому випадку ми маємо справу з немеханічних вакуумними насосами.

Але це ще не все. Так чи інакше, вакуумні насоси розділяють за принципом їх дії на наступні групи:

Насоси об'ємної дії - переміщення газу здійснюється шляхом періодичного зміни обсягу робочої камери.

Молекулярні насоси здійснюють відкачування шляхом повідомлення молекул відкачуємо газу імпульсу руху в певному напрямку. Сюди входять струменеві насоси, в яких газ захоплюється струменем робочого тіла (рідини, пари або газу), і механічні турбомолекулярние, в яких швидкість молекул повідомляється швидко що рухається твердою поверхнею.

Сорбційні насоси, в яких відкачування відбувається внаслідок сорбції газу. До цієї групи входять і адсорбційні насоси, засновані на фізичної сорбції газу пористим сорбентом при низькій температурі.

Кріогенні насоси здійснюють відкачування шляхом конденсації відкачуємо газів і парів на поверхнях, охолоджуваних до наднизьких (кріогенних) температур.

-- Ну, ти даєш, Ейнштейн. Давай для початку поговоримо про механічних вакуумних насосах.

-- Без питань. Дивись. До механічних насосів відносять:

водокільцеві

плунжерні (золотникові)

пластинчастої-роторні

двухроторние (низького та середнього вакууму)

турбомолекулярние насоси.

-- Які недоліки є у механічних насосів?

-- Ну, наприклад, істотним недоліком механічних вакуумних насосів з масляним ущільненням (пластинчасті-роторних і золотникових насосів) є проникнення парів вакуумного масла і продуктів його крекінгу в Відкачуваний посудина, що призводить до підвищення граничного залишкового тиску - найменшого тиску, який може бути досягнуто при роботі насоса.

-- Немеханічних насоси явно впоралися з цією проблемою?

-- По-перше, не всі немеханічних насоси є безмасляних засобами відкачування. А по-друге, у багатьох з них просто інші проблеми.

Почнемо зі знайомства. До вакуумним немеханічних насосів відносяться:

Струминні:

эжекторный - Пароструйний нізковакуумний насос, в якому відбувається турбулентному-вязкостной захоплення газу струменем.

бустерний промаслене (від 10 до 10-2 Па) - допоміжний насос, встановлений між форвакуумним і Високовакуумні насосами

дифузійний промаслене (від 10-2 до 10-5 Па і нижче)

електрофізичні (від 10-2 до 10-12 Па):

сорбційні

магнітні Електророзрядні

геттерно-іонні

Кріонасоси (від 105 Па):

конденсаційні

адсорбційні насоси

кріогеттерние

-- Чи можна сказати, що немеханічних насоси спочатку краще механічних?

-- Не все так просто. Наприклад, механічні турбомолекулярние насоси в принципі -- одні з найкращих Високовакуумні засобів відкачування. Вони видаляють газ з судини, а не сорбували його на робочих органах, як кріонасоси і адсорбційні насоси, не забруднюють середовище відкачуємо судини парами вуглеводнів або іншими робітниками речовинами, як дифузійні насоси і насоси з розпиленням титану (геттерно-іонні та ін.)

Також немеханічних вакуумні насоси не здатні починати роботу з атмосферного тиску, тому на вході встановлюють створює необхідну форвакуум насос. І тут не обійтися без механічних насосів з масляним ущільненням. Знову ж таки немеханічних насоси з випускним тиском (тиском у вихідному перерізі вакуумного насоса) нижче атмосферного, повинні мати на виході насоси попереднього розрідження. Не обов'язково це будуть механічні насоси. У як форвакуумних насосів не використовуються хіба що Високовакуумні Безмасляні криогенні і електрофізичні насоси.

Слухай, спробуй мені тільки завтра іспит не здати по вакуумної техніки. Цілий вечір розповідаю тобі про якісь насосах замість того, щоб ... замість того, щоб ... еее ... що я там хотіла робити-то ..., забула ... Ти вже постарайся витягнути квиток з вакуумними насосами.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту www.vacservice.ru