Типы промышленных вакуумных насосов

На протяжении почти двух десятилетий мы воочию были свидетелями того, что сердцем многих промышленных и научных процессов является надежный вакуум. Выбор правильной технологии вакуумного насоса – это не просто проверка технических характеристик; Это важнейшее решение, которое влияет на эффективность вашего процесса, качество продукции и общую стоимость владения.

Это руководство раскроет тайну основных типов вакуумных насосов, поможет вам понять принципы их работы, сильные стороны и идеальные области применения.

Понимание спектра вакуума: от грубого до высокого/сверхвысокого

Прежде чем углубляться в типы насосов, важно понять, каких уровней вакуума мы стремимся достичь. Спектр обычно делится на:

• Грубый/низкий вакуум: (от атмосферы до 1x10⁻⊃3; мбар). Обычно используется при упаковке, подъеме и дегазации.

• Тонкий/средний вакуум: (от 1x10⁻⊃3; мбар до 1x10⁻⁷ мбар). Необходим для фильтрации, сушки и лабораторных применений.

• Высокий/сверхвысокий вакуум (СВВ): (1x10⁻⁷ мбар и ниже). Критически важен при производстве полупроводников, космическом моделировании и передовых физических исследованиях.

Различные насосы предназначены для эффективной работы в определенных частях этого спектра.

Глубокое погружение в основные технологии вакуумных насосов

1. Пластинчато-роторные вакуумные насосы с масляным уплотнением.

• Как они работают: Вращающийся ротор со скользящими лопатками установлен эксцентрично внутри статора. Центробежная сила прижимает лопатки к стенке статора, создавая расширяющиеся и сжимающиеся камеры, которые втягивают, изолируют и выхлопной газ. Масло обеспечивает смазку, охлаждение и важный герметизирующий слой.

• Плюсы: проверенная технология, экономичная для грубого/низкого вакуума, относительно тихая.

• Минусы: риск загрязнения масла в процессе, требует регулярной замены и утилизации масла, может быть чувствителен к твердым частицам и конденсирующимся парам.

• Подходит для: общих лабораторных работ, небольших промышленных печей, в качестве форвакуумного насоса для систем с более высоким вакуумом.

  
  

2. Жидкостно-кольцевые насосы

• Как они работают: Многолопастное рабочее колесо вращается эксцентрично внутри корпуса, заполненного уплотнительной жидкостью (часто водой). Жидкость образует движущееся кольцо, которое создает камеры сжатия, изотермически сжимающие газ.

• Плюсы: Чрезвычайно прочный, отлично справляется с влажными и конденсируемыми парами, изотермическое сжатие идеально подходит для термочувствительных газов.

• Минусы: более низкий предельный вакуум и эффективность по сравнению с другими типами, требуется непрерывная подача герметизирующей жидкости и очистка загрязненной воды.

• Лучше всего подходит для химической обработки, фармацевтической дистилляции, обезвоживания бумаги и черновой обработки с высоким содержанием влаги.

  
  

3. Вакуумные насосы Рутса (нагнетатели воздуха)

• Как они работают: Два ротора в форме восьмерки вращаются в противоположных направлениях, не касаясь друг друга или корпуса, улавливая и механически вытесняя газ от входа к выходу.

• Важное примечание: Насосы Рутса не могут работать только против атмосферного давления; они должны поддерживаться первичным насосом (например, пластинчато-роторным или суховинтовым насосом). Это повысительные насосы, которые значительно увеличивают скорость откачки и позволяют форвакуумному насосу работать более эффективно в предпочтительном диапазоне давления.

• Плюсы: Очень высокая скорость откачки в диапазоне среднего вакуума, отсутствие внутреннего сжатия, отсутствие масла.

• Минусы: Не автономный насос, требуется форвакуумный насос.

• Лучше всего подходит для: повышения производительности и эффективности вакуумных систем в металлургии, крупномасштабных сублимационных сушилок и систем испарения.

  
  

4. Сухие вакуумные насосы: современные рабочие лошадки

Спрос на безмасляные, чистые и не требующие особого обслуживания решения сделал сухие насосы отраслевым стандартом для многих требовательных применений. Вот наиболее распространенные виды:

а) Коготьевые вакуумные насосы

• Принцип: два захвата вращаются бесконтактно, захватывая газ и сжимая его внутри, прежде чем выбросить его к выпускному отверстию. Часто размещается в нескольких модулях для более высокой степени сжатия.

• Характеристики: Хорошая пылеустойчивость, безмасляный, надежный.

б) Винтовые вакуумные насосы

• Принцип: два взаимодействующих винтовых ротора перемещают газ в осевом направлении от входа к выходу. Зазоры между винтами обеспечивают внутреннее сжатие.

• Характеристики: Превосходная универсальная технология сухого насоса. Работает с широким спектром газов, обеспечивает высокую энергоэффективность (особенно с ЧРП) и очень надежен. Идеально подходит для полупроводниковой, химической и фармацевтической промышленности.

в) Спиральные вакуумные насосы

• Принцип: одна вращающаяся спираль движется внутри неподвижной спирали, создавая движущиеся газовые карманы, которые сжимаются к центральному выходному отверстию.

• Характеристики: Очень тихий, компактный и без вибраций. Идеально подходит для чистых сред, таких как аналитические лаборатории и научно-исследовательские центры. Ограниченная способность к воздействию твердых частиц или коррозийных процессов.

г) Сухие пластинчато-роторные вакуумные насосы

• Принцип: Подобно своим аналогам с масляным уплотнением, в этих насосах используются лопасти, которые выдвигаются из ротора внутри статора, образуя камеры сжатия. Однако они работают без рабочей жидкости в насосной камере . Ключом к их работе является использование специальных самосмазывающихся материалов для лопастей и облицовки камеры, которые могут противостоять трению и нагреву, возникающему при работе всухую.

• Характеристики: Они имеют компактную безмасляную конструкцию, которая позволяет избежать загрязнения маслом и снижает потребность в техническом обслуживании по сравнению с версиями с масляным уплотнением . Современные конструкции ориентированы на эффективные системы охлаждения для управления теплом от сухого сжатия, что имеет решающее значение для поддержания производительности и долговечности. Они известны своим низким уровнем шума и вибрации..

• Лучше всего подходит для: применений, требующих чистой, безмасляной среды в диапазоне вакуума от грубого до среднего. Это делает их пригодными для металлургических процессов, таких как вакуумная плавка и дегазация , а также для упаковки, подъема и других промышленных задач, где загрязнение маслом является проблемой.

  
  

5. Турбомолекулярные насосы.

• Как они работают: Ряд лопастных роторов вращаются с чрезвычайно высокой скоростью (обычно 30 000–90 000 об/мин). Молекулы газа, которые сталкиваются с этими лопастями, статистически с большей вероятностью будут направлены в сторону выхлопа, создавая эффект «торможения». Они должны поддерживаться черновым насосом.

• Плюсы: Обеспечивает чистый, безмасляный высокий и сверхвысокий вакуум. В камере нет углеводородов.

• Минусы: высокая первоначальная стоимость, чувствительность к физическим ударам и попаданию крупных частиц, требуется форвакуумный насос.

• Лучше всего подходит для: приложений сверхвысокого давления, таких как осаждение тонких пленок полупроводников (PVD, CVD), ускорителей частиц и науки о поверхности.

  
  

Сравнение с первого взгляда

Как выбрать: все зависит от вашего приложения

«Лучший» насос — это тот, который наиболее эффективно и экономично решает вашу конкретную проблему. Вот ключевые вопросы, которые следует задать:

1. Какой уровень вакуума необходим? Это ваша отправная точка.

2. Что такое процесс? Он чистый или грязный? Вы перекачиваете конденсирующиеся пары, абразивную пыль или агрессивные газы?

3. Является ли загрязнение нефтью проблемой? Для чувствительных применений в пищевой, фармацевтической или аналитической промышленности ответ всегда «да», поэтому сухие насосы являются выбором по умолчанию.

4. Каковы общие затраты? Смотрите за пределы покупной цены. Учитывайте энергопотребление, время простоя при обслуживании и затраты на расходные материалы (масло, фильтры).

Нажмите, чтобы узнать подробнее, как выбрать вакуумный насос для вашего производства.

Заключение

Переход от грубого вакуума с помощью надежных насосов Рутса к первозданному сверхвысокому вакууму турбомолекулярных насосов демонстрирует выдающуюся эволюцию в технике. Сегодня тенденция безошибочно проявляется в сторону сухих, чистых и интеллектуальных насосных решений, которые обеспечивают превосходную надежность и более низкие затраты в течение срока службы. Среди них сухие пластинчато-роторные насосы представляют собой надежный безмасляный вариант для широкого спектра промышленных применений, где необходимо избегать загрязнения и ценится компактная конструкция.

В Wordfik мы потратили последние 18 лет, помогая таким компаниям, как ваша, ориентироваться в этом самом выборе. Мы не просто продаем вакуумные насосы; Мы предоставляем индивидуальные вакуумные решения, которые гарантируют целостность вашего процесса и эффективность работы.

Все еще не уверены, какая технология соответствует вашим потребностям?
Используйте наш опыт. Свяжитесь с нашими инженерами сегодня, чтобы получить бесплатную и ни к чему не обязывающую консультацию, чтобы проанализировать ваше приложение и порекомендовать оптимальное вакуумное решение.