Kuinka tyhjiöpumppu toimii: yksinkertaisia kysymyksiä asiantuntijoille
Tässä artikkelissa opit mitä tyhjiö on, olemassa olevat tyhjiötasot, mihin ominaisuuksiin valita tyhjiöpumppu, mikä on tyhjiöpumppujen luokitus, tyhjiöpumpun toimintaperiaate ruuvin, kalvon ja siipiroottorin esimerkin avulla mallit.
Artikkelin sisältö
Tyhjiö ja sen tasot. Tyhjiöpumpun käyttötarkoitus
Tyhjiö on aineen täydellinen puuttuminen avaruusalueella. Sitä kutsutaan myös tyhjiöksi, kun kaasun paine avaruudessa on pienempi kuin ilmakehän paine. Alipainetasoja on 4:
- Pieni (sata pascalia tai enemmän)
- Keskitaso (sadasta pascalin kymmenesosaan)
- Suuri (yhdestä kymmenesosaan pascalin kymmenesosa)
- Korkea (alle 10 tuhannesosa pascalista)
Tyhjiöpumppua käytetään luomaan erilaisia alipainetasoja. Ne kaikki toimivat periaatteella, että kaasu imetään ulos säiliöstä, mikä vähentää painetta. Tyhjiöpumpun toimintaan voivat vaikuttaa monet tekijät: liitoksen ja säiliön tiiveys, poistettava kaasu, laitteiston teho.
Tyhjiöpumpun ominaisuudet
Tyhjiöpumpulla on viisi pääominaisuutta, joihin sinun on kiinnitettävä huomiota valittaessa:
- Alkupaine
- Lopullinen paine
- Pumpun suurin alipainetaso
- Tehoa
- Tyhjiön muodostumisaika
Tyhjiöpumppujen tyypit
Tyhjiöpumput on jaettu kahteen suureen ryhmään - kaasunsiirtoon ja sorptioon. Samat on jaettu muihin tyyppeihin, tyyppeihin. Esimerkiksi rakennustyypin mukaan ne erottavat:
- Mekaaninen
- Magneettinen purkaus
- Jet
- Sorptiivinen
- Kryogeeninen
Alla tarkastellaan kolmea suosituinta tyhjiöpumpputyyppiä - pyörivät siipi-, kalvo- ja ruuvimekaaniset tyhjiöpumput.
Kuinka pyörivät siipi tyhjiöpumput toimivat?
Pyörivien siipien tyhjiöpumppujen toimintaperiaate on samanlainen kuin klassisten - ne molemmat “imevät” kaasua/nestettä säiliöstä:
Moottori pyörittää akselia levyn kanssa. Levylle on asennettu monia teriä/levyjä, jotka painetaan tiukasti sen kotelon seiniä vasten, jonka sisään ne on asennettu. Terät muodostavat suljettuja soluja pumpun sisään. Tällainen kenno täytetään kaasulla säiliöstä. Moottori pyörittää pyörää ja toinen kenno sulkee tuloputken. Terät työntävät osan kennossa olevasta kaasusta poistoputkea kohti. Kaasu vie koko tilavuuden siivestä putken venttiiliin. Terät jatkavat pyörimistä - tilavuus pienenee, paine kasvaa. Kaasu painaa venttiiliä, avaa sen ja poistuu. Paine-erosta johtuen kondensaatiota ilmaantuu.
Kuinka kalvotyhjiöpumput toimivat?
Kalvopumppujen toimintaperiaate perustuu tilan tilan muuttamiseen. Tätä varten käytetään joustavia kalvoja.
Pumppukotelossa on yksi tai kaksi työkammiota. Ne on varustettu joustavalla kalvolla ja kahdella tangolla - ylempi ja alempi. Kun kalvo "imetään" sisäänpäin, paine suljetussa tilassa laskee. Tämän vuoksi alempi tanko - pallo tai venttiili - nousee ja katkaisee kaasun syötön. Pumpattavasta säiliöstä tuleva kaasu täyttää avoimen tilan.Tämän jälkeen kalvo laajenee ja alkaa painaa kaasua. Alempi tanko sulkee kaasun syötön ja ylempi tanko avautuu korkean paineen alaisena. Ylemmästä sauvasta kaasu virtaa poistoputkeen. Tämän jälkeen kalvo tyhjennetään uudelleen, säiliö täytetään ilmalla ja se laajenee työntäen sen ylemmän tangon läpi putkeen. Kierto toistuu.
Kuinka ruuvityhjiöpumput toimivat
Kierretyhjiöpumput koostuvat kahdesta "kierteitetystä" ruuveista suljetussa kotelossa. Ruuvivakuumipumpuissa on kaksi kaasun tulo- ja poistoputkea. Kaasu tulee niiden läpi ja menee suljettuun koteloon kahdella ruuvilla, jotka on painettu tiukasti seiniä ja toisiaan vasten. Niiden välissä on tilaa, joka on kaasulla. Tätä tilaa rajoittavat yhden ruuvin "kierteet". Kun moottori alkaa pyörittää ruuveja, niiden "kierteet" muodostavat yhteisen kammion/kennon. Tämä tila on täytetty kaasulla, jonka jälkeen "lanka" estää sisäänkäynnin kammioon. Joten kaasu liikkuu koko ruuvia pitkin poistoputkiin. Se työntyy myös heistä ulos "lanka" avulla. Toisin sanoen kaasu liikkuu suljettujen kennojen läpi ruuvien "kierteiden" välissä, ja ne työntävät sen ulos pumpusta.
