Hoe werkt een vacuümpomp?

Vacuüm is een ruimte zonder materie waar de gasdruk in dit volume onder de atmosferische druk ligt. De hoofdfunctie van een vacuümpomp is om de druk in een ingesloten ruimte te veranderen om een ​​volledig of gedeeltelijk vacuüm mechanisch of chemisch te maken. De druk zal altijd proberen gelijk te maken over verbonden gebieden terwijl gasmoleculen van hoog naar laag stromen om het hele gebied van dat volume te vullen. Daarom, als een nieuwe lagedrukruimte wordt geïntroduceerd, zal gas van nature van hogedrukgebied naar het nieuwe gebied van lage druk stromen totdat ze van gelijke druk zijn. Merk op dat dit vacuümproces niet wordt gecreëerd door "gassen te zuigen maar moleculen te pushen. Vacuümpompen verplaatsen in wezen gasmoleculen van het ene gebied naar het volgende om een ​​vacuüm te creëren door staten met hoge en lage druk te veranderen.
Basics van vacuümpomp
Naarmate moleculen uit de vacuümruimte worden verwijderd, wordt het exponentieel moeilijker om extra te verwijderen, waardoor het vereiste vacuümvermogen wordt vergroot. De drukbereiken worden in verschillende groepen geplaatst:
Ruw / laag vacuüm: 1000 tot 1 mbar / 760 tot 0,75 torr
Fijn / medium vacuüm: 1 tot 10-3 mbar / 0,75 tot 7,5-3 torr
Hoog vacuüm: 10-3 tot 10-7 mbar / 7,5-3 tot 7,5-7 Torr
Ultra-high vacuüm: 10-7 tot 10-11 mbar / 7,5-7 tot 7,5-11 torr
Extreme hoog vacuüm: <10-11 mbar / <7,5-11 torr
Vacuümpompen worden geclassificeerd door het drukbereik dat ze kunnen bereiken om hun mogelijkheden te onderscheiden. Deze classificaties zijn:
Primaire (rug) pompen die omgaan met ruwe en lage vacuümdrukbereiken.
Boosterpompen verwerken lage en gemiddelde drukbereiken.
Secundaire (hoge vacuüm) pompen verwerken hoog, zeer hoge en ultrahoge vacuümdrukbereiken.

Afhankelijk van de drukvereisten en de operationele toepassing worden vacuümpomptechnologieën als nat of droog beschouwd. Natte pompen gebruiken olie of water voor smering en afdichting, terwijl droge pompen geen vloeistof hebben in de ruimte tussen de roterende mechanismen of statische onderdelen die worden gebruikt om gasmoleculen te isoleren en te comprimeren. Zonder smering hebben droge pompen zeer strakke tolerancesto effectief werken zonder slijtage. Laten we kijken naar enkele van de methoden die in een vacuümpomp worden gebruikt.

Capture Pumps
Capture Pumps, ook aangeduid als insluitingpompen, hebben geen bewegende delen en worden gebruikt voor toepassingen die extreem hoge vacuümdrukken vereisen. Zonder de onderdelen te bewegen, kunnen vangpompen een vacuümomgeving creëren met behulp van twee verschillende methoden.
Cryopump (droog, secundair): druk 7,5 x 10-10 torr, pompsnelheid 1200-4200 I/s
Een van de methoden die worden gebruikt door het vangen van pompen, is door gasmoleculen door cryogenica te vangen om gasmoleculen vast te leggen. Cryopumps gebruiken cryogene technologie om het gas te bevriezen of naar een zeer koud oppervlak te vangen. Door extreem koude temperaturen te gebruiken, trekken ze effectief moleculen naar binnen om een ​​vacuüm te creëren.
Sputter-ionenpompen (droog, secundair): druk 7,5 x 10-12 torr, pompsnelheid 1.000 i/s
Sputter -ionenpompen gebruiken zeer magnetische velden en ionisatie van gasmoleculen om ze elektrisch geleidend te maken als een methode voor beknelling. Het magnetische veld creëert een wolk van elektropositieve ionen die worden afgezet op een titaniumkathode. In dit proces combineren de chemisch actieve materialen met gasmoleculen om ze in te trekken en een vacuüm te creëren.

Breng pompen over
Overdrachtspompen kunnen werken met twee soorten methoden; Kinetische energie of positieve verplaatsing. In tegenstelling tot Like Capture Pumps, duwen overdrachtspompen de gasmoleculen uit de ruimte door het systeem. Wat ze gemeen hebben, is dat ze allemaal een methode gebruiken om gas en lucht mechanisch door het systeem te duwen met verschillende systeemintervallen. Het is gebruikelijk dat meerdere overdrachtspompen samen parallel worden gebruikt om een ​​hoger vacuüm en stroomsnelheid te bieden. Het is ook gebruikelijk om meerdere overdrachtspompen in een systeem te gebruiken om redundantie mogelijk te maken in het geval van een pompstoring.
Kinetische pompen
Kinetische pompen gebruiken het principe van momentum door waaiers (messen) of introduceer damp om gas naar de uitlaat te duwen.
Turbomoleculaire pomp (droog, secundair): druk 7,5 x 10-11 torr, pompsnelheid 10-50.000 I/s.
Alle kinetische pompen zijn secundaire pompen zoals ze worden gebruikt voor hogedruktoepassingen. Een droge methode is de turbomoleculaire pomp, die roterende messen met hoge snelheid gebruiken in de kamer die de gasmoleculen voortstuwen. Momentum overbrengen van de roterende messen naar de gasmoleculen die hun snelheid van bewegen naar de uitlaat verhogen. Deze pompen bieden lage drukken en hebben lage overdrachtssnelheden.
Dampdiffusiepomp (nat, secundair): druk 7,5 x 10-11 torr, pompsnelheid 10-50.000 I/s.
Dampdiffusiepomp Gebruik hoge snelheid verwarmde oliestoom die kinetische energie gebruikt om gasmoleculen van de inlaat naar de uitlaat te slepen. Er zijn geen bewegende delen en er is een verminderde druk bij de inlaat.
Positieve verplaatsingspompen
De andere vorm van overdrachtstype is positieve verplaatsing. Het basisprincipe van een positieve verplaatsingspomp is door het oorspronkelijke volume uit te breiden naar de kamer, ze verplaatsen kleine, geïsoleerde gasvolumes in verschillende stadia, samendrukken tot een kleiner volume en bij een hogere druk die naar buiten wordt uitgezet. Deze pompen werken bij lagere drukbereiken en zijn gecategoriseerd onder primaire of boosterpompen en bevatten natte of droge technologieën. Hier zijn de verschillende soorten positieve verplaatsing primaire vacuümpompen:
Olafdaldroterende schaanpomp (nat, primair): druk 1 x 10-3 mbar, pompsnelheid 0,7-275 m3/u (0,4-162 ft3/min)
Olafdalde roterende schoeppompen comprimeren gassen met een excentrisch gemonteerde rotor die een set schoepen draait. Vanwege de centrifugale kracht glijden deze schoepen naar buiten en vormen ze kamers tussen zichzelf en de behuizing. Het gepompte medium zit vast in deze kamers. Tijdens verdere rotatie wordt hun volume constant verminderd. Daardoor wordt het gepompte medium gecomprimeerd en naar de uitlaat getransporteerd. Rotary schoep vacuümpompen zijn verkrijgbaar in versies met één en tweetraps.

Vloeibare ringpomp (nat, primair): druk van 30 mbar, pompsnelheid 25 - 30.000 m3/u (15 - 17.700 ft3/min)
Vloeibare ringpompen hebben een off-center waaier met schoepen gebogen naar rotatie die een bewegende cilindrische vloeistofring rond de behuizing vormen door centrifugale versnelling. De schoepen creëren halve maanvormige ruimtes van verschillende maten terwijl ze roteren en worden verzegeld door de vloeibare ring. In de buurt van de zuigkracht of inlaat wordt het volume groter waardoor de druk in elk daalt en gas in trokken. Terwijl het roteert, neemt de volumes tussen elke schoep af vanwege de excentrische gepositioneerde waaier- en vloeibare ringvorming. Dit comprimeert het gas terwijl het ontlaadt, waardoor een continue stroom ontstaat.

Diafragmpomp (droog, primair): druk van 5 x 10-8 mbar, pompsnelheid 0,6-10 m3/u (0,35-5,9 ft3/min)
Diafragmpompen zijn droge methode positieve verplaatsingsvacuümpompen. Een diafragma zit op een staaf die is aangesloten via krukas die het diafragma verticaal beweegt terwijl het roteert. Wanneer het diafragma zich in de lage positie bevindt, neemt het volume in de kamer toe, waardoor de druk wordt verlaagd en luchtmoleculen erin trekken. Naarmate het diafragma omhoog beweegt, wordt het volume verminderd en worden de gasmoleculen gecomprimeerd tijdens het stroomt naar de uitlaat. Zowel de inlaat- als de uitlaatkleppen worden veer geladen om te reageren op de drukveranderingen.
Scroll-pomp (droog, primair): druk van 1 x 10-2 mbar, pompsnelheid 5,0-46 m3/u (3.0-27 ft3/min)
Scrollpompen gebruiken twee niet-roterende rollen in een spiraalvormig ontwerp, waarbij de binnenste banen een gas in de buitenste volumeruimte opbrengt. Terwijl het draait, wordt het volume gas afnemend kleiner en kleiner, waardoor het wordt gecomprimeerd totdat het minimaal volume en maximale druk wordt toegestaan ​​en wordt uitgezet bij de uitlaat die zich in het midden van de spiraal bevindt.
Roots-stijl pompen (droog, booster): druk <10-3 torr, pompsnelheid 100.000 m3/u (58.860ft3/min)
Wortelpompen duwen het gas in één richting door twee lobben die aansluiten zonder aan te raken terwijl de teller roteert. Deze tegenrotering creëert maximale stroomsnelheid naarmate het volume toeneemt bij de inlaat bij het gelijktijdig afnemende bij de uitlaat die de druk comprimeren. Deze pompen zijn ontworpen voor toepassingen waar het verwijderen van grote volumes gas vereist is.
Klauwpompen (droog, booster): druk 1 x 10-3 mbar, pompsnelheid 100-800 m3/u (59-472 ft3/min)
Klauwpompen hebben twee roterende klauwen die tegenstralen. Ze zijn uiterst efficiënt, betrouwbaar en onderhoudsarm en vaak gebruikt in harde industriële omgevingen. De klauwen komen binnen 2/1000 '' van elkaar, maar raken nooit echt aan. Deze minimale klaring tussen de klauwen en de kamerbehuizing optimaliseert de interne afdichting, het elimineren van slijtage en de behoefte aan smeermiddelen of oliën.

Schroefpompen (droog, booster): druk 1 x 10-2 torr, pompsnelheid 750 m3/u (440 ft3/min)
Schroefpompen gebruiken twee roterende schroeven horizontaal geplaatst langs de binnenkant van een kamer, één linkshandig en één rechtshandig, die ook zonder contact mazen. Gasmoleculen die aan één uiteinde worden geïntroduceerd, zitten gevangen tussen de twee schroeven, en terwijl ze in tegenovergestelde richtingen draaien, wordt gas met afnemend volume in de ruimte geduwd, waardoor het wordt gecomprimeerd terwijl het uitlaat en een verminderde druk door de inlaat creëert.

Conclusie
Zoals u kunt zien, kan het bepalen van welke vacuümpomp u mogelijk nodig heeft voor uw gasverwijderingsproces, variëren van zoveel factoren. Deze omvatten pompdruk en snelheidsbereiken, stroomsnelheid, toepassing van gastype, volumegrootte, levensverwachting en de locatie van uw systeem. Dit kan een ontmoedigende taak zijn die tijdrovend en kostbaar kan zijn, zo niet goed gekozen. Anderson -proces kan dit selectieproces eenvoudig maken met deskundige kennis, een breed scala aan pompen en apparatuurvoorraad en volledige engineering- en fabricagefaciliteiten als uw systeem een ​​op maat gemaakte oplossing vereist.
Anderson -proces is een geautoriseerde leverancier van een uniek scala aan producten die kunnen voldoen aan de vraag naar diverse toepassingen in elke branche. Deze pomptypen zijn roterende schoep, roterende lob, vloeibare ring, scroll, droge schroef en klauwpompen met volledige selectie van drukbereiken en pompsnelheden om de stroomsnelheden te verwerken die uw vacuümtoepassing vereist.
Tags: boosterpomp, vangpompen, klauwpomp, benzinepompen, kinetische pompen, vloeibare ringpomp, positieve verplaatsingspompen, primaire pomp, roterende schoeppomp, secundaire pomp, overdrachtspompen, vacuümpomp.