Vakuová vnitřní kompresní spirálová čerpadla jsou elektromechanická zařízení, která jsou široce používána ve vědě a průmyslu. Rozsah jejich použití zahrnuje určité technologické postupy, v jejichž důsledku vzniká hluboké vakuum. Průměrná produktivita zařízení je až 35 metrů krychlových / h. Vzhledem k přítomnosti zcela suchého prostředí lze takové čerpadlo použít i pro čerpání aktivních plynů. Zvažte vlastnosti a výhody tohoto zařízení.
Historie stvoření
Za první pokusy o vytvoření spirálového čerpadla lze považovat měření atmosférického tlaku, které prováděl italský fyzik Torricelli. Po prostudování obdržených informací dospěl k závěru, že existuje vakuum, což brzy potvrdilo jeho hypotézu.
Klasický design předmětného zařízení vznikl na počátku 18. století podle projektu francouzského inženýra Leona Croixe. Vědec vyvinul mechanismus založený na rotačním zařízení se dvěma spirálami s konstantním stoupáním. Jeden z prvků přitom zůstává stabilně upevněn a je připevněn k tělu. Druhá spirála klouže ve vnitřní části podél orbitální dráhy.
Sériová výroba spirályvakuové pumpy byly zavedeny od roku 1980. První modely zajišťovaly odsávání a natlakování motorů a klimatizací. Nyní se rozsah použití takových kompresorů výrazně rozšířil, včetně ekonomické činnosti, kosmického inženýrství a průmyslu. Spirálové modifikace se provozují hlavně v laboratořích a podnicích.
Funkce
Dvě spirály jsou umístěny mezi sebou pod úhlem 180 stupňů. Vytvářejí srpkovité oddíly, ve kterých je pohyb plynu zajišťován tlakovým rozdílem v nich. Elektrický motor přenáší točivý moment na hřídel, načež spirály provádějí orbitální pohyb a objem plynu, který se postupně zmenšuje, směřuje k centrální části.
Taková zařízení patří do třídy předvakuových spirálových čerpadel suchého typu s vnitřní kompresí. Konstrukce nepočítá s použitím olejů k utěsnění protilehlých prvků. Dotyčná čerpadla mohou být provozována v podmínkách s vysokou pravděpodobností kondenzace.
Pros
Hlavní výhody spirálových pump:
- Úplná absence olejových par umožňuje použití zařízení k vytvoření chemicky čistých součástí ve vakuu.
- Během provozu se v interiéru nehromadí abraziva, což prodlužuje životnost mechanických dílů a zajišťuje vysoký koeficient stability.
- Nízký hluk a nízké vibrace umožňují použití zařízení v místnostech, kde jsou lidé.
- Spuštění a spuštění čerpadlavyžaduje minimální úsilí.
- Zařízení je lehké, nevyžaduje speciální rám nebo rám pro přepravu.
- Kompaktní. Existují dokonce úpravy plochy.
- Spolehlivost mechanických součástek a elektroniky.
- Jednotky jsou vybaveny speciálními systémy pro těsnění ložisek, těsnění hřídele, odstraňování prachu a pevných částic.
- Vysoká účinnost (asi 95 %).
- Široký rozsah provozního tlaku a možnost vysoce přesného čerpání.
- Vydávané teplo je minimální, je zde plnohodnotný systém atmosférického chlazení.
- Téměř všechny modely jsou vybaveny počítadlem motohodin, nevyžadují složitou a nákladnou údržbu.
Balík
Design spirálového čerpadla se liší podle výrobce, ale každý design obsahuje základní prvky, konkrétně:
- Tělo z kovaného železa, polotlustý povlak.
- Stojan (vzdálenost od pohyblivého svitku je od 0,05 do 0,01 mm).
- Mechanismus protizávaží.
- Pohyblivá část, která dělá orbitální rotaci.
- Zařízení proti rušení.
- Excentrický hřídel (elektricky poháněný).
- Vlnovec, který utěsňuje spoje, aby se zabránilo vnikání olejových par.
- Gumové těsnění odolné proti mastnotě.
Jak to funguje?
Princip činnosti spirálového čerpadla jevytlačování plynu z okrajové části do středu pomocí pohyblivého prvku, který vytváří dvě řady objemů ve tvaru půlměsíce. Poté je objem čerpán přes parní lázeň a otvor uprostřed koncové desky pevného lože.
Počet otáček celého pracovního cyklu s jednou dávkou plynu je shodný s počtem otáček spirály. K tomu slouží evolventa, Archimédova spirála, různé oblouky kružnic a jejich variace.
Hlavní rozdíl mezi provozem příslušné jednotky je v tom, že sání, stlačování a vypouštění se provádějí synchronně, současně v několika dutinách. Difúze plynu mezi nízkotlakými a vysokotlakými sektory je omezena díky oddělení objemů mezi nimi. Toto rozhodnutí umožnilo zcela opustit používání vypouštěcích a sacích ventilů.
Anest Iwata Scroll Pumps
Tyto jednotky vyrábí japonská společnost od roku 1990. Tato čerpadla se používají v různých aplikacích, včetně vakuových pecí, laboratorního vybavení, zpracování iontů, naprašovacích systémů. Zařízení se vyznačuje dobře vyváženým mechanismem, nízkou pulsací a hlukem a je dobře chráněno proti vniknutí oleje nebo částic do vakuové komory.
Stručná charakteristika na příkladu modifikace Anest Iwata ISP-90:
- Typ chlazení – vzduch.
- Rychlost čerpání – 90 l/min při 50 Hz.
- Maximální vakuum – 5 Pa.
- Spotřeba energie – 0,15 kW.
- Hlučnost – 52 dB.
- Hmotnost – 13 kg.
- Rozměry –308/182/225 mm.
- Pracovní napětí – 220 V.
XDS35i bezolejová spirálová vakuová pumpa
Tento přístroj využívá patentovanou technologii vstupu měchového pohybu k úplné izolaci ložisek od pracovního prostoru. Tato konstrukce eliminuje vnikání chemicky aktivních a olejových složek do ní. Port logického rozhraní vám umožňuje upravit rychlost hřídele.
Parametry:
- Produktivita – 43 m3/h.
- Čerpání na maximum – 35 metrů krychlových/h.
- Omezení výstupního tlaku – 1 bar.
- Výkon motoru – 520 W.
- Provozní teplota je 10-40 stupňů.
- Hmotnost – 48 kg.
- Hluk – 57 dB.
Aplikace
Spirální odstředivá čerpadla se úspěšně používají v různých oblastech. Níže je uveden seznam hlavních destinací:
- V medicíně - k čištění součástí různých látek v téměř úplném vakuu (ventilátory a umělé dýchání).
- V léčivech - k dezinfekci léčiv (antibiotik) z odpadních produktů mikroorganismů.
- V průmyslu – jako předvakuové zařízení při montáži turbomolekulárních nebo difúzních čerpadel.
- Za provádění fyzikálního výzkumu při studiu fotosenzitivních polymerů a zředěných plynů.
- Btesty - k simulaci stavu beztíže a zvlněného vakua (při testování satelitů, meteorologických balónů, orbitálních modulů, letadel, raket).
- V biologickém výzkumu – ke studiu vlivu vakua na různé formy života.
- V mikroelektronice - pro výrobu polovodičů za podmínek vyrovnávání oxidačního působení
- V chemickém průmyslu - vytvářet stálý tok surovin (rozdělení materiálu na frakce, například při vytváření esterů).
- V potravinářském průmyslu balení zboží do plastového obalu.
- Při výrobě složitých opticko-mechanických zařízení (elektronových mikroskopů).
Zavíráme
Výše uvedený seznam nezahrnuje všechny oblasti, kde se vakuová spirálová pumpa používá. Takové vybavení výrazně usnadňuje různé činnosti. Zejména je zařízení nenahraditelné v případech, kdy je požadováno vytvoření bezolejového vakua. Je třeba poznamenat, že tento směr převládá v odvětví vývoje a výroby čerpací techniky. Vzhledem k širokým možnostem a konstrukčním prvkům jsou vyráběny modely jak v průmyslovém provedení, tak v kompaktních (desktopových) verzích.
