Виды вакуумных насосов

Практически во всех отраслях промышленного производства одним из важнейших условий выполнения различных технологических процессов является создание в закрытом рабочем объеме пониженного давления атмосферного воздуха или газовой среды определенного состава. Эта задача решается применением вакуумных насосов (ВН), удаляющих некоторое количество газа из области рабочего объема, благодаря чему его давление доводится до величины, заданной конкретной производственной технологией.

Степень понижения давления газа относительно атмосферного (степень вакуума) обычно описывается в единицах давления: чаще всего в паскалях (1 Па = 1 Н/кв.м – система физических единиц измерения СИ) и барах (1 бар = 106 дин/кв.см – система физических единиц измерения СГС, 1 бар = 105 Па – приблизительно 1 атмосфера). Реже для характеристики степени вакуума используется коэффициент Кнудсена – отношение средней длины свободного пробега молекул газа к линейному эффективному размеру вакуумного элемента (таким размером обычно считают расстояние между стенками вакуумной камеры или диаметр вакуумного трубопровода).

Величина давления газа (p) в промышленном оборудовании в зависимости от требований производственной технологии находится в очень широком диапазоне, который охватывает более десяти порядков числовых значений! Поэтому этот «необозримый одним взглядом» интервал для удобства инженеров-практиков разделен на четыре «вакуумных» области. В миллибарах (наиболее употребительная единица в вакуумной технике) эти области характеризуются следующими показателями:

  • область низкого вакуума – p = 103–10-1 мбар, Kn ≤ 0,005;
  • область среднего вакуума – p = 10-1–10-4 мбар, 0,005 < Kn < 1,5;
  • область высокого вакуума – p = 10-4–10-8 мбар, Kn ≥ 1,5;
  • область сверхвысокого вакуума – p ≤ 10-8 мПа и ниже, Kn >> 1,5.

И в соответствии с этим делением введена классификация вакуумных насосов на низковакуумные, средневакуумные, высоковакуумные и сверхвысоковакуумные.

Второй критерий, по которому принято классифицировать ВН, – физический принцип действия, заложенный в конструкции вакуумного насоса. Таких принципов два: 1) выкачивание (перекачивание, перенос, транспортировка) газа из рабочего объема и 2) поглощение (связывание, сорбция) молекул газа в рабочем объеме твердым или жидким веществом (сорбентом). Согласно этому критерию ВН подразделяют на две «принципиальные» группы: 1) газоперекачивающие (газопереносные, газотранспортные) и 2) газопоглощающие (газосвязывающие, сорбционные).



Классификация вакуумных насосов по принципу действия и конструктивному исполнению
(источник - "https://ru.wikipedia.org/wiki/Вакуумный_насос")


А поскольку оба указанных физических принципа могут быть реализованы различными конструктивными способами, каждая из «принципиальных» групп вакуумных насосов включает в себя конструктивные разновидности ВН. Например, газопереносные насосы осуществляют откачку газа либо периодически (порционно, дискретно), либо непрерывно. ВН первого вида относят в подгруппу объемных (их откачивающее действие основано на перемещении и вытеснении порции газа в результате механического воздействия на нее рабочих элементов насоса, например, поршня). А насосы непрерывного действия выделяют в подгруппу молекулярных (иногда говорят – кинетических), поскольку в них перенос газа обеспечивается за счет придания его молекулам направленного импульса движения непрерывно движущимся рабочим телом – твердой поверхностью либо струей жидкости, пара или газа. В подгруппе молекулярных ВН наиболее широко применяются струйные (эжекторные) насосы, к которым относятся также диффузионные ВН.

В сорбционных ВН удаление газа из рабочего объема происходит вследствие поглощения молекул благодаря эффектам физической сорбции (адсорбционные насосы), хемосорбции (геттерные насосы), а также конденсации на охлаждаемой поверхности (криогенные насосы).

Каждый вид вакуумного насоса обладает определенным набором технических характеристик, среди которых основными являются степень обеспечиваемого им вакуума и производительность (скорость откачки газа), достоинств и недостатков, сфер использования, а также ряда других эксплуатационных возможностей, определяемых принципом действия и конструктивной реализацией агрегата. Учитывая разнообразие видов ВН, в качестве первого шага на пути к оптимальному выбору вакуумного насоса стоит ознакомиться с «общей картиной» этой сложной области техники, представленной в статье «Применения вакуумных насосов в промышленности».


© 2015 «СК Трейдинг Групп» Все права защищены