Ako funguje vákuová pumpa: jednoduché otázky pre odborníkov
V tomto článku sa dozviete, čo je vákuum, existujúce úrovne vákua, pre aké vlastnosti si vybrať vákuovú pumpu, aká je klasifikácia vákuových čerpadiel, princíp činnosti vákuovej pumpy na príklade skrutky, membrány a lopatkového rotora modelov.
Obsah článku
Vákuum a jeho úrovne. Účel vákuovej pumpy
Vákuum je úplná absencia hmoty v priestore. Nazýva sa aj vákuum, keď je tlak plynu v priestore nižší ako atmosférický. K dispozícii sú 4 úrovne vákua:
- Malé (sto pascalov alebo viac)
- Stredná (sto až jedna desatina pascalu)
- Veľké (od jednej desatiny do jednej desaťtisíciny pascalu)
- Vysoká (menej ako jedna desaťtisícina pascalu)
Na vytvorenie rôznych úrovní vákua sa používa vákuová pumpa. Všetky fungujú na princípe odsávania plynu z nádoby, čím sa znižuje tlak. Činnosť vákuovej pumpy môže ovplyvniť veľa faktorov: tesnosť spojenia a nádoby, odsávaný plyn, výkon zariadenia.
Charakteristika vákuového čerpadla
Existuje päť hlavných charakteristík vákuového čerpadla, ktoré musíte venovať pozornosť pri výbere:
- Počiatočný tlak
- Konečný tlak
- Maximálna úroveň vákua čerpadla
- Moc
- Čas vytvorenia vákua
Typy vákuových čerpadiel
Vákuové vývevy sa delia na dve veľké skupiny – prenos plynu a sorpcia. Rovnaké sú rozdelené na iné typy, typy. Napríklad podľa typu konštrukcie rozlišujú:
- Mechanický
- Magnetický výboj
- Jet
- Sorpčný
- Kryogénne
Nižšie sa pozrieme na tri najobľúbenejšie typy vývev – rotačné lopatkové, membránové a skrutkové mechanické vývevy.
Ako fungujú rotačné lopatkové vývevy?
Princíp činnosti rotačných lamelových vývev je podobný ako u klasických – obe „nasávajú“ plyn/kvapalinu z nádoby:
Motor otáča os s diskom. Na disku je nainštalovaných veľa lopatiek/doštičiek, ktoré sú tesne pritlačené k stenám krytu, v ktorom sú nainštalované. Lopatky tvoria utesnené bunky vo vnútri čerpadla. Takáto bunka je naplnená plynom z nádoby. Motor otáča koleso a ďalší článok uzatvára prívodnú trubicu. Lopatky tlačia časť plynu v článku smerom k výstupnej trubici. Plyn zaberá celý objem od lopatky až po ventil trubice. Lopatky sa ďalej točia - objem sa zmenšuje, tlak sa zvyšuje. Plyn tlačí na ventil, otvára ho a uniká. V dôsledku tlakového rozdielu dochádza ku kondenzácii.
Ako fungujú membránové vákuové pumpy?
Princíp činnosti membránových čerpadiel je založený na zmene objemu priestoru. Používajú sa na to flexibilné membrány.
Teleso čerpadla má jednu alebo dve pracovné komory. Sú vybavené pružnou membránou a dvoma tyčami - hornou a spodnou. Keď je membrána „nasávaná“ dovnútra, tlak v utesnenom priestore klesá. Z tohto dôvodu sa spodná tyč - guľa alebo ventil - zdvihne, čím sa preruší prívod plynu. Plyn z odčerpanej nádoby vypĺňa otvorený priestor.Potom sa membrána roztiahne a začne vyvíjať tlak na plyn. Spodná tyč utesňuje prívod plynu a horná tyč sa otvára pod vysokým tlakom. Z hornej tyče plyn prúdi do výstupnej trubice. Potom sa membrána opäť vyfúkne, nádoba sa naplní vzduchom a roztiahne sa, čím sa pretlačí cez hornú tyč do trubice. Cyklus sa opakuje.
Ako fungujú skrutkové vákuové pumpy
Skrutkové vývevy pozostávajú z dvojice „závitových“ skrutiek v utesnenom kryte. Skrutkové vývevy majú dve prívodné a výstupné rúrky plynu. Plyn vstupuje cez ne a vstupuje do utesneného krytu s dvoma skrutkami tesne pritlačenými k stenám a navzájom. Medzi nimi je priestor, ktorý zaberá plyn. Tento priestor je obmedzený „závitmi“ jednej zo skrutiek. Keď motor začne otáčať skrutky, ich „závity“ vytvoria spoločnú komoru/článok. Tento priestor je naplnený plynom, po ktorom „závit“ blokuje vstup do komory. Plyn sa teda pohybuje pozdĺž celej skrutky až k výstupným rúram. Vytláča ho z nich aj „niť“. To znamená, že plyn sa pohybuje cez utesnené bunky medzi „závitmi“ skrutiek a vytláčajú ho z čerpadla.
