Pompa próżniowa, urządzenie, którego zasada działania zostanie opisana poniżej, jest sprzętem używanym do pompowania i usuwania oparów lub gazów do określonego poziomu ciśnienia. Ta ostatnia jest również nazywana próżnią hydrauliczną.
Rozwój technologii próżniowej rozpoczyna się w 1643 roku. W tym czasie po raz pierwszy zmierzono ciśnienie atmosferyczne. W drugiej połowie XIX wieku ludzkość weszła w technologiczną fazę tworzenia urządzeń i urządzeń próżniowych. Było to spowodowane pojawieniem się rtęciowej pompy tłokowej, co miało miejsce w 1862 roku.
Zasada działania
Zasadą działania pompy próżniowej jest to, że pompowanie odbywa się poprzez zmianę objętości komory roboczej. Takie pompy wolumetryczne służą do uzyskania wstępnego wyładowania, które nazywamy podciśnieniem wstępnym. Należą do nich pompy:
- obrotowy;
- pierścień cieczowy;
- odwrotny.
Najbardziej popularne w technologii próżniowej są pompy rotacyjne. Jeślimówimy o pompach wysokopróżniowych, to powinny być to pompy turbomolekularne, strumieniowe i parowo-olejowe. Pompy molekularne są wytwarzane przez przeniesienie ruchu cząsteczek gazu z powierzchni ciała stałego, pary lub cieczy, z których ta ostatnia porusza się z dużą prędkością.
Obejmują one wyrzutnik, strumień wody, dyfuzję, urządzenia molekularne o tym samym kierunku ruchu powierzchni i cząsteczek gazu. Do tej samej klasy należą agregaty turbomolekularne, w których ruch powierzchni stałych wtryskiwanego gazu odbywa się wzajemnie prostopadle.
Dodatkowo o cechach pracy
Jeśli interesuje Cię zasada działania pompy próżniowej, powinieneś zapoznać się z tym tematem bardziej szczegółowo. Ten proces nie jest tak prosty, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Należy zacząć od tego, że analiza struktury wewnętrznej takich zespołów wytwarzających próżnię wskazuje, że prawie wszystkie urządzenia tego typu działają na zasadzie wyporowej, którą można porównać z zasadą pomp wyporowych. Służą do wypompowywania produktów rozkładu różnych mieszanin oraz wody.
Wytwarzane podciśnienie, a raczej jego wartość, zależy od szczelności przestrzeni, która powstaje w wyniku działania mechanizmów pompy, wśród nich należy wyróżnić:
- koła;
- specjalne wstawki;
- szpule.
Zasada działania pompy próżniowej polega na tym, że urządzenie musi spełniać dwa warunki, z których pierwszy jest wyrażony wspadek ciśnienia w zamkniętej przestrzeni, podczas gdy drugi polega na spełnieniu poprzedniego warunku przez określony czas. Jednak ważne jest, aby zachować kolejność warunków.
Jeżeli medium gazowe jest pobierane przez urządzenie, a ciśnienie nie jest zredukowane do pożądanej wartości, wymagane będzie zastosowanie aparatu do odsysania wstępnego. To z kolei obniży ciśnienie medium gazowego. Zasada ta implikuje możliwość szeregowego połączenia pomp.
Zasada działania pompy próżniowej powinna polegać na zastosowaniu oleju próżniowego, który eliminuje wycieki gazu przez szczeliny części trących. Dzięki zastosowaniu oleju możliwe jest uszczelnienie i całkowite zamknięcie szczelin. Ten olej działa jak doskonały smar.
Urządzenie pompy Roots
Zasada działania rotacyjnej pompy próżniowej została opisana powyżej, ale informacje o jej urządzeniu znajdziesz w tym rozdziale. Pompy te można sklasyfikować jako obrotowe pompy próżniowe wyporowe, które pracują na sucho. Wśród głównych elementów wyposażenia należy wyróżnić:
- silnik;
- outlet;
- uszczelki labiryntowe;
- zawór obejściowy;
- wskaźnik poziomu oleju;
- łożysko stałe;
- luźne łożysko;
- komora ssąca;
- wylot oleju;
- kanał wydechowy.
Łożyska wału są umieszczone na dwóch bocznych powierzchniachwirnik. Aby zapewnić nierównomierną rozszerzalność cieplną między tłokiem a obudową, są one zaprojektowane jako łożyska stałe i uszczelniające pierścienie wewnętrzne z różnych stron. Łożyska są pokryte olejem, który jest wtryskiwany z błotników. Wał napędowy jest wyprowadzony i zaizolowany pierścieniami wału chłodnicy.
Pierścienie są wykonane z FKM, a następnie nasmarowane olejem uszczelniającym. Pierścienie znajdujące się na tulei są niezbędne do ochrony wału, przy okazji można je wymienić w razie potrzeby. Jeśli wymagane jest hermetyczne uszczelnienie z zewnątrz, sprzęt można napędzać za pomocą sprzęgła z kubkiem i magnesami.
VVN i jak to działa
Zasada działania pompy próżniowej VVN opiera się również na stworzeniu środowiska do zasysania oparów i gazów. Główną jednostką takich urządzeń jest okrągły bęben, w którym znajduje się wirnik z łopatkami. Kiedy wirnik zaczyna się obracać, woda jest dociskana do ścian bębna pod działaniem siły odśrodkowej. W rezultacie powstaje pierścień.
Wirnik jest odsunięty od środka, dzięki czemu pod nim powstaje wnęka podzielona na komórki o różnej objętości. Gdy komórka znajduje się na krawędzi wnęki, ma małą objętość, którą nazywa się okienkiem ssania. Jednak podczas rotacji zwiększa się objętość iw tym stanie gaz jest zasysany. Objętość staje się maksymalna, a wirnik zatacza kolejne koło. Z tego jasno wynika, że zasada działania w tym przypadku opiera się nasiła odśrodkowa.
Zasada działania pompy próżniowej do silnika
Zasada działania pompy próżniowej do silników wysokoprężnych może zainteresować kierowcę. W porównaniu do silników benzynowych, gdzie jest przepustnica i możliwość wytworzenia podciśnienia do różnych celów, silnik wysokoprężny nie ma przepustnicy, jak również możliwości opisanych powyżej. Dlatego w silnikach wysokoprężnych do wytworzenia podciśnienia stosuje się pompę. Uzupełnieniem jest mimośrodowo zamontowany wirnik z ruchomym plastikowym ostrzem dzielącym wnękę na dwie części.
Dodatkowe niuanse
Kiedy wirnik obraca się i porusza się w nim ostrze, jedna część wnęki zwiększa objętość, podczas gdy druga część zmniejsza się. Zasysanie powietrza z układu próżniowego następuje po jednej stronie ssącej, a następnie powietrze jest wypychane przez kanał.
Służy do chłodzenia elementów konstrukcyjnych. Olej jest dostarczany przez kanał, przechodzi wzdłuż głowicy cylindrów, a następnie wchodzi do pompy. Olej służy nie tylko do smarowania, ale także do uszczelniania ostrza we wnęce roboczej. Napęd odbywa się z wału korbowego i wałka rozrządu, w tym drugim przypadku pompa jest połączona z pompą paliwową układu.
Zasada pompy wodnej
Zasadą działania próżniowej pompy wodnej jest procesprzemieszczenie. Podczas pracy woda jest wypompowywana w wyniku zmiany parametrów komory roboczej. Wielkość podciśnienia jest związana z poziomem szczelności przestrzeni roboczej, którą można regulować, co pozwala na zmniejszenie lub zwiększenie ciśnienia w określonym miejscu do pożądanej wartości.
Wodna pompa próżniowa, której zasada działania może zainteresować konsumenta, z reguły ma kształt cylindryczny. Wewnątrz znajduje się wirnik lub wał z kołem ze specjalnymi łopatkami. Głównym elementem jest wirnik. Koło obraca się w obudowie wypełnionej płynem roboczym. W wyniku ruchów obrotowych ostrza wychwytują wodę, która rozchodzi się po ścianach. Istnieje siła odśrodkowa, która powoduje pojawienie się pierścienia z cieczy. Wewnątrz tworzy się wolna przestrzeń, którą nazywamy próżnią.
Cechy pompy próżniowej
Podciśnieniowe pompy wodne mają pewne cechy, wśród których należy wyróżnić:
- niski poziom hałasu i wibracji;
- wysoka wydajność;
- wysoka wytrzymałość konstrukcyjna;
- dobre zaopatrzenie w wodę i prędkość pompowania;
- wysokie ciśnienie początkowe;
- zrównoważony.
Dodatkową cechą wyróżniającą jest uszczelnienie izotermiczne. Urządzenie doskonale radzi sobie z pompowaniem gazów i oparów, a także jest w stanie usuwać ciecze, robiąc to jednocześnie. Dość często taki sprzęt ma wbudowany separator zanieczyszczeń.
Zasada działania rotacyjnej pompy łopatkowej
Rotalne łopatkowe pompy próżniowe, które działają na zasadzie wyporu, są urządzeniami olejoszczelnymi. System składa się z:
- przypadek;
- ostrza;
- rotor poza środkiem;
- wejście i wyjście.
Uszczelka olejowa jest zamontowana na zaworze wydechowym, który jest zaprojektowany jak zawór podciśnieniowy. Podczas pracy jest w stanie otwartym. Komora robocza znajduje się wewnątrz obudowy, a łopaty wirnika dzielą komorę na dwie komory o różnej objętości. Jak tylko urządzenie zostanie włączone, gaz będzie przepływał do komory rozprężnej, aż zostanie zablokowany przez drugie ostrze.
Co jeszcze należy wiedzieć o działaniu pompy rotacyjnej
Gaz wewnątrz jest sprężany do momentu otwarcia ciśnieniowego zaworu spustowego. W przypadku użycia balastu gazowego otwierany jest otwór zewnętrzny, przez który gaz jest uwalniany do komory ssącej znajdującej się z przodu. Taki sprzęt ma drugie imię - pompa próżniowa oleju, zasada działania tego urządzenia została opisana powyżej. Olej działa jak płyn roboczy, który spełnia kilka funkcji. Smaruje ruchome części i wypełnia przestrzeń pod zaworem wydechowym. Wypełniony olejem i wąskimi szczelinami między wyjściem a wejściem. Płyn roboczy uszczelnia szczelinę między komorą roboczą a łopatkami, zapewniając optymalną równowagę temperaturową poprzez wymianę ciepła.
Wniosek
Pompy próżniowe można również sklasyfikować zgodnie z zasadami fizycznymiprace związane z wiązaniem gazu i transportem gazu. Te ostatnie transportują cząstki lub objętość roboczą. Niektóre typy pomp próżniowych zakładają przepływ molekularny przenoszonej substancji, inne - laminarny. Jeśli mówimy o pompach mechanicznych, to można je podzielić na molekularne i wolumetryczne.
