Jak funguje vakuová pumpa: jednoduché otázky pro odborníky
V tomto článku se dozvíte, co je vakuum, stávající úrovně vakua, pro jaké vlastnosti zvolit vakuovou pumpu, jaká je klasifikace vakuových pump, princip fungování vakuové pumpy na příkladu šroubu, membrány a lopatkového rotoru modely.
Obsah článku
Vakuum a jeho úrovně. Účel vakuové pumpy
Vakuum je úplná absence hmoty v prostoru. Říká se mu také vakuum, když je tlak plynu v prostoru menší než atmosférický. K dispozici jsou 4 úrovně vakua:
- Malý (sto pascalů nebo více)
- Střední (sto až jedna desetina pascalu)
- Velký (od jedné desetiny do jedné desetitisíciny pascalu)
- Vysoká (méně než jedna desetitisícina pascalu)
Vakuová pumpa se používá k vytvoření různých úrovní vakua. Všechny fungují na principu odsávání plynu z nádoby, čímž se snižuje tlak. Činnost vývěvy může ovlivnit mnoho faktorů: těsnost spoje a nádoby, odsátý plyn, výkon zařízení.
Charakteristika vakuové pumpy
Existuje pět hlavních charakteristik vakuové pumpy, které musíte věnovat pozornost při výběru:
- Počáteční tlak
- Závěrečný tlak
- Maximální úroveň vakua čerpadla
- Napájení
- Doba vytvoření vakua
Typy vývěv
Vakuové vývěvy se dělí na dvě velké skupiny – přenos plynů a sorpce. Stejné se dělí na další typy, typy. Například podle typu konstrukce rozlišují:
- Mechanické
- Magnetický výboj
- Proud
- Sorpční
- Kryogenní
Níže se podíváme na tři nejoblíbenější typy vývěv – rotační lamelové, membránové a šroubové mechanické vývěvy.
Jak fungují rotační lamelové vývěvy?
Princip činnosti rotačních lamelových vývěv je podobný jako u klasických - obě „nasávají“ plyn/kapalinu z nádoby:
Motor otáčí osu s diskem. Na disku je nainstalováno mnoho nožů/desek, které jsou pevně přitlačeny ke stěnám pouzdra, uvnitř kterého jsou instalovány. Lopatky tvoří utěsněné buňky uvnitř čerpadla. Takový článek je naplněn plynem z nádoby. Motor otáčí kolem a další článek uzavře sací trubici. Lopatky tlačí část plynu v cele směrem k výstupní trubici. Plyn zabírá celý objem od lopatky až po ventil trubice. Lopatky se dále točí – objem se zmenšuje, tlak se zvyšuje. Plyn tlačí na ventil, otevírá jej a uniká. V důsledku tlakového rozdílu dochází ke kondenzaci.
Jak fungují membránové vývěvy?
Princip činnosti membránových čerpadel je založen na změně objemu prostoru. K tomu slouží pružné membrány.
Těleso čerpadla má jednu nebo dvě pracovní komory. Jsou vybaveny pružnou membránou a dvěma tyčemi – horní a spodní. Když je membrána „nasávána“ dovnitř, tlak v utěsněném prostoru klesá. Z tohoto důvodu se spodní tyč - koule nebo ventil - zvedne a přeruší přívod plynu. Plyn z odčerpané nádoby vyplňuje otevřený prostor.Poté se membrána roztáhne a začne vyvíjet tlak na plyn. Spodní tyč utěsňuje přívod plynu a horní tyč se otevírá pod vysokým tlakem. Z horní tyče proudí plyn do výstupní trubky. Poté se membrána opět vyfoukne, nádoba se naplní vzduchem a roztáhne se a protlačí ji horní tyčí do trubice. Cyklus se opakuje.
Jak fungují šroubové vakuové pumpy
Šroubové vývěvy se skládají z dvojice „závitových“ šroubů v utěsněném krytu. Šroubové vývěvy mají dvě přívodní a výstupní trubice plynu. Plyn vstupuje přes ně a vstupuje do utěsněného pouzdra se dvěma šrouby pevně přitisknutými ke stěnám a navzájem. Mezi nimi je prostor, který zabírá plyn. Tento prostor je omezen „závity“ jednoho ze šroubů. Jakmile motor začne otáčet šrouby, jejich „závity“ vytvoří společnou komoru/článek. Tento prostor je naplněn plynem, po kterém „závit“ blokuje vstup do komory. Plyn se tedy pohybuje podél celého šroubu až k výstupním trubicím. Také je z nich vytlačován „nití“. To znamená, že plyn prochází utěsněnými buňkami mezi „závity“ šroubů a ty jej vytlačují z čerpadla.
