Vakum pompası nasıl çalışır?

Vakum, bu hacim içindeki gaz basıncının atmosfer basıncının altında olduğu maddeden yoksun bir alandır. Vakum pompasının ana işlevi, mekanik veya kimyasal olarak tam veya kısmi bir vakum oluşturmak için içerilen bir alandaki basıncı değiştirmektir. Gaz molekülleri bu hacmin tüm alanını doldurmak için yüksekten alçaktan aktıkça basınç her zaman bağlı bölgelerde eşitlenmeye çalışacaktır. Bu nedenle, yeni bir düşük basınç alanı getirilirse, gaz doğal olarak yüksek basınçlı alandan yeni düşük basınç alanına eşit basınç olana kadar akacaktır. Bu vakum işleminin [emme "gazları değil, molekülleri itme ile oluşturulduğuna dikkat edin. Vakum pompaları, yüksek ve düşük basınçlı durumları değiştirerek gaz moleküllerini bir bölgeden diğerine hareket ettirir.
Vakum pompası temelleri
Moleküller vakum boşluğundan çıkarıldıkça, ek olanları gidermek katlanarak zorlaşır, böylece gerekli vakum gücünü arttırır. Basınç aralıkları birkaç gruba yerleştirilir:
Kaba / düşük vakum: 1000 ila 1 mbar / 760 ila 0.75 torr
İnce / Orta Vakum: 1 ila 10-3 mbar / 0.75 ila 7.5-3 Torr
Yüksek Vakum: 10-3 ila 10-7 Mbar / 7.5-3 ila 7.5-7 Torr
Ultra yüksek vakum: 10-7 ila 10-11 mbar / 7.5-7 ila 7.5-11 Torr
Aşırı yüksek vakum: <10-11 mbar / <7.5-11 Torr
Vakum pompaları, yeteneklerini ayırt etmek için elde edebilecekleri basınç aralığına göre sınıflandırılır. Bu sınıflandırmalar:
Kaba ve düşük vakum basınç aralıklarını işleyen birincil (destek) pompalar.
Booster pompaları düşük ve orta basınç aralıklarını kullanır.
İkincil (yüksek vakum) pompalar yüksek, çok yüksek ve ultra yüksek vakum basınç aralıklarını kullanır.

Basınç gereksinimlerine ve işletim uygulamasına bağlı olarak, vakum pompası teknolojileri ıslak veya kuru olarak kabul edilir. Islak pompalar yağ veya sızdırmazlık için yağ veya su kullanırken, kuru pompalar, gaz moleküllerini izole etmek ve sıkıştırmak için kullanılan dönen mekanizmalar veya statik parçalar arasındaki boşlukta sıvı bulunmaz. Yağlama olmadan, kuru pompalar çok sıkı toleranceste aşınmadan etkili bir şekilde çalışır. Bir vakum pompasında kullanılan bazı yöntemlere bakalım.

Pompaları Yakalama
Tuzak pompaları olarak da adlandırılan yakalama pompalarının hareketli parçaları yoktur ve son derece yüksek vakum basınçları gerektiren uygulamalar için kullanılır. Hareketli parçalar olmadan, yakalama pompaları iki farklı yöntem kullanarak bir vakum ortamı oluşturabilir.
Cryopump (kuru, ikincil): Basınç 7.5 x 10-10 Torr, Pompalama Hızı 1200-4200 I/S
Yakalama pompaları tarafından kullanılan yöntemlerden biri, gaz moleküllerini gaz moleküllerini tuzağa düşürmek için kriyojenikler aracılığıyla hapsetmektir. Kriyopumlar, gazı çok soğuk bir yüzeye dondurmak veya tuzağa düşürmek için kriyojenik teknoloji kullanır. Son derece soğuk sıcaklıklar kullanarak, bir vakum oluşturmak için molekülleri etkili bir şekilde içe doğru çekerler.
Püskürtme iyonu pompaları (kuru, ikincil): Basınç 7.5 x 10-12 Torr, Pompalama Hızı 1.000 I/S
Püskürtme iyonu pompaları, bir tuzak yöntemi olarak elektriksel olarak iletken hale getirmek için yüksek manyetik alanları ve gaz moleküllerinin iyonizasyonunu kullanır. Manyetik alan, bir titanyum katoduna biriken bir elektropozitif iyon bulutu oluşturur. Bu işlemde, kimyasal olarak aktif malzemeler, onları çekmek ve bir vakum oluşturmak için gaz molekülleri ile birleşir.

Transfer pompaları
Transfer pompaları iki tür yöntem kullanılarak çalışabilir; Kinetik enerji veya pozitif yer değiştirme. Yakalama pompalarının aksine, transfer pompaları gaz moleküllerini sistemden alandan itiyor. Ortak noktaları, hepsi farklı sistem aralıklarında sistemden gaz ve havayı mekanik olarak itme yöntemi kullanıyor. Daha yüksek vakum ve akış hızı sağlamak için çoklu transfer pompalarının paralel olarak birlikte kullanılması yaygındır. Bir pompa arızası durumunda fazlalıklara izin vermek için bir sistemde birden fazla transfer pompası kullanmak da yaygındır.
Kinetik pompalar
Kinetik pompalar, pervaneler (bıçaklar) yoluyla momentum prensibini kullanır veya gazı çıkışa doğru itmek için buhar getirir.
Turbomoleküler pompa (kuru, ikincil): Basınç 7.5 x 10-11 Torr, pompalama hızı 10-50.000 I/s.
Tüm kinetik pompalar, yüksek basınç uygulamaları için kullanıldığı için ikincil pompalardır. Bir kuru yöntem, odanın içinde gaz moleküllerini iten yüksek hızlı dönen bıçaklar kullanan turbomoleküler pompadır. Momentumun dönen bıçaklardan gaz moleküllerine aktarılması, çıkışa doğru ilerleme oranlarını arttırır. Bu pompalar düşük basınç sağlar ve düşük transfer oranlarına sahiptir.
Buhar difüzyon pompası (ıslak, ikincil): Basınç 7.5 x 10-11 Torr, pompalama hızı 10-50.000 I/s.
Buhar difüzyon pompası, gaz moleküllerini girişten çıkışa sürüklemek için kinetik enerji kullanan yüksek hızda ısıtmalı yağ buharı kullanın. Hareketli parça yoktur ve girişte azaltılmış bir basınç vardır.
Pozitif yer değiştirme pompaları
Transfer tipinin diğer şekli pozitif yer değiştirmedir. Pozitif bir yer değiştirme pompasının temel prensibi, orijinal hacmi farklı aşamalarda küçük, izole edilmiş gaz hareketleri, daha küçük bir hacme sıkıştırarak ve dışarıya atılan daha yüksek bir basınçta genişletmektir. Bu pompalar daha düşük basınç aralıklarında çalışır ve birincil veya güçlendirici pompalar altında kategorize edilir ve ıslak veya kuru teknolojileri içerir. İşte çeşitli pozitif yer değiştirme birincil vakum pompaları:
Yağ Mühürlü Döner Kuruluş Pompası (Islak, Birincil): Basınç 1 x 10-3 MBAR, Pompalama Hızı 0.7-275 M3/S (0.4-162 ft3/dakika)
Yağ mühürlü döner kanama pompaları, bir dizi kanat setini çeviren eksantrik olarak monte edilmiş bir rotor ile gazları sıkıştırır. Santrifüj kuvveti nedeniyle, bu kanatlar dışarı kayar ve kendileri ile konut arasında odalar oluşturur. Pompalanan ortam bu odaların içinde sıkışır. Daha fazla rotasyon sırasında hacimleri sürekli olarak azalır. Böylece, pompalanan ortam sıkıştırılır ve çıkışa taşınır. Rotary Vane vakum pompaları tek ve iki aşamalı versiyonlarda mevcuttur.

Sıvı halka pompası (ıslak, birincil): 30 mbar basınç, pompalama hızı 25 - 30.000 m3/s (15 - 17.700 ft3/dakika)
Sıvı halka pompalar, santrifüj ivmeden kasanın etrafında hareketli bir sıvı halka oluşturan dönme doğru eğimli kanatlar ile merkez dışı bir pervaneye sahiptir. Kanatlar, döndükçe ve sıvı halka tarafından kapatılırken farklı boyutlarda hilal şekilli boşluklar yaratır. Emme veya girişin yakınında, hacim daha büyük hale gelir ve her birinden basınçın gaz düşmesine ve çekmesine neden olur. Döndükçe, eksantrik konumlandırılmış pervane ve sıvı halka oluşumu nedeniyle her bir kanat arasındaki hacimler azalır. Bu, gazı deşarj ederken sıkıştırır ve sürekli bir akış yaratır.

Diyafram pompası (kuru, birincil): 5 x 10-8 mbar basınç, pompalama hızı 0.6-10 m3/s (0.35-5.9 ft3/dakika)
Diyafram pompaları kuru yöntem pozitif yer değiştirme vakum pompalarıdır. Bir diyafram, diyaframı dönerken dikey olarak hareket ettiren krank mili ile bağlanan bir çubuğa oturur. Diyafram düşük pozisyonda olduğunda, odadaki hacim artar, basıncı düşürür ve hava moleküllerini çeker. Diyafram yukarı hareket ettikçe, hacim azalır ve gaz molekülleri çıkışa akarken sıkıştırılır. Hem giriş hem de çıkış valfleri, basınç değişikliklerine tepki vermek için yay yüklenir.
Kaydırma Pompası (kuru, birincil): 1 x 10-2 mbar basınç, pompalama hızı 5.0-46 m3/s (3.0-27 ft3/dk)
Kaydırma pompaları, iç bir tasarımda, iç hacim alanında bir gaz yörüngesinde ve tuzağa düştüğü bir spiral tasarımda dönmeyen iki kaydırma kullanır. Yörüngede, gaz hacmi azalan daha küçük ve daha küçük olur, izin verilen minimum hacme ve maksimum basınca ulaşana ve spiralin merkezinde bulunan çıkışa atılana kadar sıkıştırılır.
Kökler tarzı pompalar (kuru, güçlendirici): Basınç <10-3 Torr, pompalama hızı 100.000 m3/s (58.860ft3/dk)
Kök pompalar, sayaç döndükçe dokunmadan örtüyen iki lobdan gazı bir yöne iter. Bu sayacı dönme, girişte hacim arttıkça, basıncı sıkıştıran çıkışta aynı anda azaldıkça maksimum akış hızı oluşturur. Bu pompalar, büyük hacimli gazların gerekli olduğu uygulamalar için tasarlanmıştır.
Pençe pompaları (kuru, güçlendirici): basınç 1 x 10-3 mbar, pompalama hızı 100-800 m3/s (59-472 ft3/dk)
Pençe pompalarında karşı dönen iki döner pençe vardır. Son derece verimli, güvenilir ve düşük bakım gerektirirler ve genellikle sert endüstriyel ortamlarda kullanılırlar. Pençeler birbirlerinin 2/1000 'içinde gelir, ama asla aslında dokunmazlar. Pençeler ve oda muhafazası arasındaki bu minimal boşluk, iç contayı optimize eder, aşınmayı ve yağlayıcılara veya yağlara olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

Vidalı pompalar (kuru, güçlendirici): Basınç 1 x 10-2 Torr, pompalama hızı 750 m3/s (440 ft3/dakika)
Vidalı pompalar, bir odanın içine, bir solak ve bir sağ elle, aynı zamanda temassız olarak örtülü olan iki dönen vidayı kullanır. Bir ucunda tanıtılan gaz molekülleri iki vida arasında sıkışır ve zıt yönlere döndükçe gaz, azalan hacim ile uzaya itilir, çıkışa ulaştıkça sıkıştırılır ve giriş tarafından azaltılmış bir basınç yaratır.

Çözüm
Gördüğünüz gibi, gaz çıkarma işleminiz için hangi vakum pompasına ihtiyacınız olabileceğini belirlemek birçok faktöre göre değişebilir. Bunlar arasında pompalama basıncı ve hız aralıkları, akış hızı, gaz tipi uygulaması, hacim boyutu, yaşam beklentisi ve sisteminizin yeri bulunur. Bu, doğru seçilmezse zaman alıcı ve pahalı olabilen göz korkutucu bir görev olabilir. Anderson süreci, sisteminiz özel olarak üretilen bir çözüm gerektiriyorsa, uzman bilgi, çok çeşitli pompa ve ekipman envanteri ve tam mühendislik ve imalat tesisleriyle bu seçim sürecini basitleştirebilir.
Anderson Process, her sektördeki çeşitli uygulamalara olan talebi karşılayabilecek benzersiz bir ürün yelpazesinin yetkili bir sağlayıcısıdır. Bu pompa tipleri, vakum uygulamanızın gerektirdiği akış hızlarını işlemek için tam basınç aralıkları ve pompalama hızları ile döner kanama, döner lob, sıvı halka, kaydırma, kuru vida ve pençe pompalarıdır.
Etiketler: Booster pompası, yakalama pompaları, pençe pompası, gaz pompaları, kinetik pompalar, sıvı halka pompası, pozitif yer değiştirme pompaları, birincil pompalar, döner kanat pompası, ikincil pompa, transfer pompaları, vakum pompası.