Pompy spiralne z wewnętrznym sprężaniem typu próżniowego są urządzeniami elektromechanicznymi, które są szeroko stosowane w nauce i przemyśle. Zakres ich stosowania obejmuje określone procesy technologiczne, w wyniku których powstaje głęboka próżnia. Średnia wydajność urządzeń to do 35 metrów sześciennych/h. Ze względu na obecność całkowicie suchego środowiska taka pompa może być również używana do pompowania gazów aktywnych. Rozważ cechy i zalety tego sprzętu.
Historia stworzenia
Pierwsze próby stworzenia pompy spiralnej można uznać za pomiar odczytów ciśnienia atmosferycznego, przeprowadzony przez włoskiego fizyka o nazwisku Torricelli. Po przestudiowaniu otrzymanych informacji doszedł do wniosku, że istnieje próżnia, co wkrótce potwierdza jego hipotezę.
Klasyczna konstrukcja omawianego urządzenia powstała na początku XVIII wieku według projektu francuskiego inżyniera Leona Croix. Naukowiec opracował mechanizm oparty na urządzeniu obrotowym z dwiema spiralami o stałym skoku. Jednocześnie jeden z elementów pozostaje stabilnie zamocowany i jest przymocowany do korpusu. Druga spirala ślizga się w wewnętrznej części po ścieżce orbitalnej.
Seryjna produkcja spiralipompy próżniowe istnieją od 1980 roku. Pierwsze modele zapewniały wyciąg powietrza i zwiększanie ciśnienia w silnikach i klimatyzatorach. Obecnie zakres zastosowania takich sprężarek znacznie się rozszerzył, obejmując działalność gospodarczą, inżynierię kosmiczną i przemysł. Modyfikacje spiralne są obsługiwane głównie w laboratoriach i przedsiębiorstwach.
Funkcje
Dwie spirale znajdują się między sobą pod kątem 180 stopni. Tworzą one przedziały w kształcie półksiężyca, w których ruch gazu zapewnia różnica ciśnień w nich. Silnik elektryczny przekazuje moment obrotowy na wał, po czym spirale wykonują ruch orbitalny, a objętość gazu, stopniowo zmniejszająca się, zmierza do części środkowej.
Takie urządzenia należą do klasy pomp spiralnych z podciśnieniem wstępnym typu suchego ze sprężaniem wewnętrznym. Konstrukcja nie przewiduje stosowania olejów do uszczelniania współpracujących elementów. Przedmiotowe pompy mogą pracować w warunkach o wysokim prawdopodobieństwie kondensacji.
Zalety
Główne zalety pomp spiralnych:
- Całkowity brak oparów oleju pozwala na używanie urządzeń do tworzenia chemicznie czystych komponentów w próżni.
- Podczas pracy materiały ścierne nie gromadzą się we wnętrzu, co przedłuża żywotność części mechanicznych, zapewniając wysoki współczynnik stabilności.
- Brak hałasu i niski poziom wibracji umożliwia korzystanie z urządzenia w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie.
- Uruchamianie i uruchamianie pompywymaga minimalnego wysiłku.
- Urządzenie jest lekkie, nie wymaga specjalnej ramy ani ramy do transportu.
- Kompaktowy. Istnieją nawet modyfikacje pulpitu.
- Niezawodność elementów mechanicznych i elektroniki.
- Jednostki są wyposażone w specjalne systemy do uszczelniania łożysk, uszczelniania wałów, usuwania kurzu i ciał stałych.
- Wysoka wydajność (około 95%).
- Szeroki zakres ciśnienia roboczego i opcja precyzyjnego pompowania.
- Emitowane ciepło jest minimalne, istnieje pełnoprawny system chłodzenia atmosferycznego.
- Prawie wszystkie modele są wyposażone w licznik godzin, nie wymagają skomplikowanej i kosztownej konserwacji.
Pakiet
Konstrukcja pompy spiralnej różni się w zależności od producenta, ale każdy projekt zawiera podstawowe elementy, a mianowicie:
- Korpus z kutego żelaza, pokryty półgrubą powłoką.
- Podstawa (odległość od ruchomego zwoju wynosi od 0,05 do 0,01 mm).
- Mechanizm przeciwwagi.
- Ruchoma część, która powoduje obrót orbitalny.
- Urządzenie przeciwzakłóceniowe.
- Wał mimośrodowy (napędzany elektrycznie).
- A Mieszek, który uszczelnia złącza, aby zapobiec przedostawaniu się oparów oleju.
- Uszczelka gumowa odporna na tłuszcz.
Jak to działa?
Zasada działania pompy spiralnej polega nawydalenie gazu z części obwodowej do środka za pomocą ruchomego elementu, który tworzy dwie serie objętości w kształcie półksiężyca. Następnie objętość jest pompowana przez łaźnię parową i otwór w środku płyty końcowej łóżka stałego.
Liczba obrotów pełnego cyklu roboczego z jedną porcją gazu jest identyczna z liczbą obrotów spirali. W tym celu wykorzystuje się ewolwentę, spiralę Archimedesa, różne łuki kół i ich odmiany.
Główną różnicą pomiędzy działaniem omawianej jednostki jest to, że ssanie, sprężanie i tłoczenie odbywają się synchronicznie, jednocześnie w kilku wnękach. Dyfuzja gazu między sektorami niskiego i wysokiego ciśnienia jest zmniejszona dzięki rozdzieleniu objętości między nimi. Ta decyzja pozwoliła całkowicie zrezygnować ze stosowania zaworów tłocznych i ssących.
Anest Iwata Scroll Pumps
Te urządzenia są produkowane przez japońską firmę od 1990 roku. Pompy te są używane w różnych zastosowaniach, w tym w piecach próżniowych, sprzęcie laboratoryjnym, obróbce jonowej, systemach rozpylania. Urządzenie charakteryzuje się dobrze wyważonym mechanizmem, niskimi pulsacjami i hałasem oraz jest dobrze zabezpieczone przed przedostaniem się oleju lub cząstek do komory próżniowej.
Krótka charakterystyka na przykładzie modyfikacji Anest Iwata ISP-90:
- Typ chłodzenia - powietrze.
- Prędkość pompowania - 90 l/min przy 50 Hz.
- Maksymalna próżnia - 5 Pa.
- Pobór mocy - 0,15 kW.
- Poziom hałasu - 52 dB.
- Waga - 13 kg.
- Wymiary –308/182/225 mm.
- Napięcie robocze - 220 V.
XDS35i Bezolejowa spiralna pompa próżniowa
Ten instrument wykorzystuje opatentowaną technologię wejścia ruchu miecha, aby całkowicie odizolować łożyska od komory roboczej. Taka konstrukcja eliminuje wnikanie do niego chemicznie aktywnych i oleistych składników. Port interfejsu logicznego umożliwia regulację prędkości wału.
Parametry:
- Wydajność - 43 m3/h.
- Pompowanie do maksimum - 35 metrów sześciennych/h.
- Limit ciśnienia wylotowego - 1 bar.
- Moc silnika - 520 W.
- Temperatura robocza wynosi 10-40 stopni.
- Waga - 48 kg.
- Hałas - 57 dB.
Aplikacja
Spiralne pompy odśrodkowe są z powodzeniem stosowane w różnych dziedzinach. Poniżej znajduje się lista głównych miejsc docelowych:
- W medycynie - do czyszczenia składników różnych substancji pod prawie całkowitą próżnią (wentylatory i sztuczne oddychanie).
- W farmaceutykach - do dezynfekcji leków (antybiotyków) z produktów odpadowych mikroorganizmów.
- W przemyśle - jako urządzenie z próżnią wstępną podczas montażu pomp turbomolekularnych lub dyfuzyjnych.
- Do prowadzenia badań fizycznych w zakresie badania polimerów światłoczułych i gazów rozrzedzonych.
- Btesty - symulujące nieważkość i falującą próżnię (podczas testowania satelitów, balonów meteorologicznych, modułów orbitalnych, samolotów, rakiet).
- W badaniach biologicznych - badanie wpływu próżni na różne formy życia.
- W mikroelektronice - do wytwarzania półprzewodników w warunkach wyrównania działania utleniającego.
- W przemyśle chemicznym - do tworzenia stałego przepływu surowców (rozszczepienie materiału na frakcje, np. przy tworzeniu estrów).
- W przemyśle spożywczym pakowanie towarów w rękawy plastikowe.
- W produkcji złożonych urządzeń optyczno-mechanicznych (mikroskopy elektronowe).
Zamykanie
Powyższa lista nie obejmuje wszystkich obszarów, w których używana jest spiralna pompa próżniowa. Taki sprzęt znacznie ułatwia różnorodne czynności. Szczególnie urządzenie jest niezastąpione w przypadkach, gdy wymagane jest wytworzenie próżni bezolejowej. Należy zauważyć, że ten kierunek dominuje w branży rozwoju i produkcji urządzeń pompujących. Ze względu na szerokie możliwości i cechy konstrukcyjne wykonywane są modele zarówno w wersji przemysłowej, jak i w wersji kompaktowej (stacjonarnej).
