Показать меню

Вакуумный насос

18.12.2020
24

Вакуумный насос — устройство, служащее для удаления (откачки) газов или паров до определённого уровня давления (технического вакуума).

История развития вакуумной техники

Началом научного этапа в развитии вакуумной техники можно считать 1643 г., когда Торричелли впервые измерил атмосферное давление. Около 1650 года Отто фон Герике (Otto von Guericke) изобретает механический поршневой насос с водяным уплотнителем. Изучалось поведение различных систем и живых организмов в вакууме.

Наконец, во второй половине XIX в. человечество шагнуло в технологический этап создания вакуумных приборов и техники. Это было связано с изобретением ртутно-поршневого насоса в 1862 году и потребностью в вакуумировании со стороны нарождающейся электроламповой промышленности. Начинают изобретаться такие вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Дж. Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913); манометры: компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой (М. Пирани, 1909), ионизационный (О. Бакли, 1916).

В СССР становление вакуумной техники началось с организации вакуумной лаборатории на ленинградском заводе «Светлана». Началось бурное развитие электроники и новых методов физики.

Принципы работы

Объёмные насосы осуществляют откачку за счёт периодического изменения объёма рабочей камеры. В основном они используются для получения предварительного разрежения (форвакуума). К ним относятся поршневые, жидкостно-кольцевые, ротационные (вращательные). Наибольшее распространение в вакуумной технике получили вращательные насосы.

К высоковакуумным механическим насосам относятся: пароструйные насосы (парортутные и паромасляные), турбомолекулярные насосы. Молекулярные насосы осуществляют откачку за счёт передачи молекулам газа количества движения от твёрдой, жидкой или парообразной быстродвижущейся поверхности. К ним относятся водоструйные, эжекторные, диффузионные молекулярные насосы с одинаковым направлением движения откачивающей поверхности и молекул газа и турбомолекулярные насосы с взаимно перпендикулярным движением твёрдых поверхностей и откачиваемого газа.

Классификация

Вакуумные насосы классифицируют как по типу вакуума, так и по устройству. Область давлений, с которой имеет дело вакуумная техника, охватывает диапазон от 105 до 10−12 Па. Степень вакуума характеризуется коэффициентом Кнудсена K n {displaystyle Kn} , величина которого определяется отношением средней длины свободного пробега молекул газа к линейному эффективному размеру вакуумного элемента Lэф. Эффективными размерами могут быть расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами прибора.

Вакуумные насосы по назначению подразделяются на сверхвысоковакуумные, высоковакуумные, средневакуумные и низковакуумные, а в зависимости от принципа действия — на механические и физико-химические. Условно весь диапазон давлений для реальных размеров вакуумных приборов может быть разделён на поддиапазоны следующим образом:

  • Низкий вакуум λ << Lэф Kn ≤ 5⋅10−3 Давление 105…102 Па (103…100 мм рт. ст.)
  • Средний вакуум λ ≥ Lэф 5⋅10−3 < Kn <1/3 Давление 102…10−1 Па (100…10−3 мм рт. ст.)
  • Высокий вакуум λ > Lэф Kn ≥ 1/3 Давление 10−1…10−5 Па (10−3…10−7 мм рт. ст.)
  • Сверхвысокий вакуум λ >> Lэф Kn >> 1/3 Давление 10−5 Па и ниже (10−7…10−11 мм рт. ст.)

Классификация насосов по конструктивному признаку

  • Механические
    • Поршневые (в том числе ртутно-поршневые)
    • Диафрагменные
    • Пластинчато-роторные (в том числе водокольцевые)
    • Винтовые
    • Рутса
    • Золотниковые
    • Спиральные
  • Магниторазрядные
  • Струйные
    • Паромасляные диффузионные
    • Паромасляные бустерные
  • Сорбционные
  • Криогенные

Вакуумные насосы также делят по физическим принципам их работы на газопереносные насосы и газосвязывающие насосы. Газопереносные насосы транспортируют частицы либо через некий рабочий объём (Поршневые насосы), либо путём передачи механического импульса частице (за счет столкновения). Некоторые насосы нуждаются в молекулярном течении переносимого вещества, другие — в ламинарном. Механические насосы подразделяются на объёмные и молекулярные.

Применения

Для получения той или иной степени вакуума требуются соответствующие насосы или их комбинация. Выбор насоса определяется родом и количеством пропускаемых насосом газов и диапазоном рабочих давлений насоса и его параметрами. Не существует такого насоса, с помощью которого можно было бы обеспечить получение вакуума во всем диапазоне давлений с приемлемой эффективностью.

Еще по этой теме:
Вакуумно-дуговая печь
17:02, 17 декабрь
Вакуумно-дуговая печь
Дуговая вакуумная печь — устройство для получения высокой температуры для плавки металлов в вакууме энергией электрической дуги. Общее описание вакуумной дуговой печи С возникновением таких точных
Промышленные насосы
14:52, 25 ноябрь
Промышленные насосы
Достаточно много сфер человеческой жизни требуют применения различных насосов. Подача воды на участке, использование в системе отопления и многое другое воспринимается человеком как данность.
От атмосферного давления к технологиям вакуумной техники
18:40, 07 июль
От атмосферного давления к технологиям вакуумной техники
В пищевой, фармацевтической, химической, технологической, в металлообработке или в автомобильной промышленностях: во многих отраслях для различных производственных процессов требуются газы под
Вакуумный подъемник для сэндвич панелей – важное строительное оборудование
21:27, 10 июнь
Вакуумный подъемник для сэндвич панелей – важное строительное оборудование
По мере развития строительных методик более совершенным становится также оснащение, при помощи которого можно без лишних сложностей и в максимально сжатые сроки осуществлять разнообразные работы.
Кастинг для различного оборудования
16:59, 12 ноябрь
Кастинг для различного оборудования
Прежде чем ввести в эксплуатацию оборудование, которое впоследствии должно подвергаться термическим воздействиям, специалисты проводят специальные термовакуумные испытания, позволяющие оценить
Как извлечь насос из скважины
13:02, 25 июль
Как извлечь насос из скважины
В случае поломки насоса перед его владельцев встает вопрос, как вынуть устройство из скважины. Если он не застрял в месте установки, то проблем возникнуть не должно, в противном случае все попытки
Комментарии:
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent