VRSTE VAKUUMSKIH PUMPI
Osnovno načelo rada anIndustrijska vakuumska pumpa
Osnovni princip rada industrijske vakuumske pumpe ostaje isti bez obzira na vrstu tehnologije.
Vakuumske pumpe uklanjaju molekule zraka (i druge plinove) iz vakuumske komore (ili izlazne strane u slučaju pumpe višeg vakuuma spojene u seriju). Kako se tlak u komori smanjuje, uklanjanje dodatnih molekula postaje sve teže ukloniti. Stoga, industrijski vakuumski sustav mora moći raditi u dijelu iznimno velikog raspona tlaka, koji obično varira od 1 do 10-6Torr / 1,3 do 13,3 mBara tlaka. U istraživanju i znanstvenim primjenama to je prošireno na 10-9Torr ili niže. Da bi se to postiglo, u standardnom vakuumskom sustavu koriste se različite vrste pumpi, od kojih svaka pokriva dio raspona tlaka i povremeno rade u seriji.
Rasponi tlaka odIndustrijski vakuumski sustav
Industrijski vakuumski sustavi mogu se svrstati u sljedeće skupine raspona tlaka:
Grubi/niski vakuum: 1000 do 1 mbar / 760 do 0,75 Torr
Fini/srednji vakuum: 1 do 10-3mbar / 0,75 do 7,5-3Torr
Visoki vakuum: 10-3 do 10-7mbar / 7,5-3do 7.5-7Torr
Ultra-visoki vakuum: 10-7do 10-11mbar / 7,5-7 do 7.5-11Torr
Ekstremno visoki vakuum: < 10-11mbar / < 7,5-11Torr
Različite vrste pumpi za te vakuumske raspone mogu se zatim podijeliti na primarne (pomoćne) pumpe, pumpe za povišenje tlaka i sekundarne pumpe (visoki vakuum): visoki, vrlo visoki i ultravisoki vakuumski rasponi tlaka.
Postoje dvije osnovne kategorije vakuumskih pumpi: pumpe za prijenos plina i pumpe za zarobljavanje ili zahvaćanje.
Pumpe za prijenos plina
Prijenosne pumpe prenose molekule plina ili izmjenom momenta (kinetičko djelovanje) ili pozitivnim pomakom. Isti broj molekula plina ispušta se iz pumpe koliko uđe u nju, a plin je malo iznad atmosferskog tlaka kada je izbačen. Omjer kompresije je omjer ispušnog tlaka (izlaz) i najnižeg postignutog tlaka (ulaz).
Kinetičke prijenosne pumpe
Pumpe za kinetički prijenos koriste lopatice velike brzine ili uvedenu paru za usmjeravanje plina prema izlazu, radeći na principu prijenosa momenta. Ove vrste pumpi mogu postići visoke omjere kompresije pri niskim tlakovima, ali obično nemaju zatvorene volumene.
Pozitivni pomak
Pumpe koje rade mehanički hvatajući volumen plina i pokrećući ga kroz pumpu poznate su kao pumpe s pozitivnim pomakom. Često dizajniran u više stupnjeva na jednoj pogonskoj osovini, izolirani volumen se komprimira na manji volumen pri višem tlaku, a na kraju se komprimirani plin izbacuje ili u atmosferu ili u sljedeću pumpu. Za postizanje većeg vakuuma i protoka često se koriste dvije prijenosne pumpe u seriji.
Kao što je ranije spomenuto, vakuumske pumpe s pozitivnim pomakom koriste se za stvaranje niskog vakuuma. Ova vrsta vakuumske pumpe proširuje šupljinu i omogućuje plinovima da istječu iz zatvorenog okruženja ili komore. Nakon toga, šupljina je zapečaćena i uzrokuje da se iscrpi u atmosferu. Načelo iza vakuumske pumpe s pozitivnim pomakom je stvaranje vakuuma povećanjem volumena spremnika. Na primjer, u ručnoj pumpi za vodu, mehanizam širi malu zapečaćenu šupljinu kako bi stvorio duboki vakuum. Zbog pritiska, dio tekućine iz komore se gura u malu šupljinu pumpe. Nakon toga, šupljina pumpe se zatim zabrtvi od komore, otvori u atmosferu i zatim se istisne natrag na malu veličinu. Drugi primjer vakuumskih pumpi s pozitivnim pomakom je poput mišića dijafragme koji širi prsnu šupljinu, uzrokujući povećanje volumena pluća. Ovo širenje rezultira stvaranjem djelomičnog vakuuma i smanjenjem tlaka, koji se zatim ispunjava zrakom kojeg gura atmosferski tlak. Primjeri vakuumskih pumpi s pozitivnim pomakom suvakuumske pumpe s tekućim prstenomi puhač korijena koji se često koriste u raznim industrijama za stvaranje vakuuma u ograničenom prostoru.
Pumpe za zatvaranje
Pumpe koje hvataju molekule plina na površinama unutar vakuumskog sustava nisu iznenađujuće poznate kao pumpe za hvatanje ili zarobljavanje. Ove pumpe rade s nižim protokom od vakuumskih pumpi, kao što su prijenosne pumpe, međutim, mogu pružiti iznimno visok vakuum, sve do 10-12Torra. Kaptažne pumpe rade pomoću kriogene kondenzacije, ionske reakcije ili kemijske reakcije i nemaju pomičnih dijelova, stoga stvaraju vakuum bez ulja.
One pumpe za zatvaranje koje rade koristeći kemijske reakcije, rade učinkovitije jer se obično postavljaju unutar spremnika gdje je potreban vakuum. Molekule zraka stvaraju tanki film koji se uklanja tijekom rada pumpe i uzrokuje kemijsku reakciju na unutarnjim površinama pumpe. Pumpe za zatvaranje koriste se zajedno s vakuumskim pumpama s pozitivnim pomakom i vakuumskim pumpama za prijenos momenta za stvaranje ultra visokog vakuuma.
