Их задача – создать разряжение в герметичной ёмкости путём удаления из неё воздуха, газов. Агрегаты для перекачки газа называют «компрессорами для получения вакуума», улавливающие – «конденсаторами». Используются в нефтехимии, металлургии, пищевой промышленности, науке, медицине и фармакологии.

Вакуумный агрегат из двух ступеней на базе форвакуумного, двухроторного Рутса и диффузионного насосов
Вакуумный агрегат из двух ступеней на базе форвакуумного, двухроторного Рутса и диффузионного насосов
http://www.pvdcoating.ru

Общее назначение вакуумных приборов

Вакуум делится на диапазоны:

  • низкий и средний: 1-10-3 Торр;
  • высокий: 10-3-10-7 Торр;
  • сверхвысокий: 10-7-10-15 Торр.

Классификация аппаратов для получения вакуума

По величине создаваемого разряжения:

  • форвакуумные (первичные) и дожимные (бустерные) насосы – низкий;
  • высоковакуумные (вторичные) – высокий и свыше.

По способу взаимодействия с газами:

  • перекачка;
  • улавливание.

Насосы для перекачки бывают кинетические и объёмного вытеснения. Принцип работы – механический способ захвата и перемещения газов. Улавливающие приборы работают, используя химические, ионные реакции.

По конструкции (использование масел, технических жидкостей):

  • масляные (мокрые);
  • сухие.

Уплотнением между деталями в сухих аппаратах служат полимеры или диафрагмы.

Вакуумный аппарат типа Рутс RUVAC WA 251
Вакуумный аппарат типа Рутс RUVAC WA 251
https://leyboldrussia.ru

Сверхвысокую степень разряжения (в диапазоне 10-7– 10-15 Торр) создают турбомолекулярные насосы (ТМН). Но для его запуска нужно создать предварительное разряжение от 1 до 10-4 Торр. Эту миссию берёт на себя форвакуумный насос. Применяется в агрегатах совместно с ТМН.

Форвакуумный насос: принцип работы

Основные виды:

  • Спиральный. В корпусе аппарата внутри статичной спирали выполняет вращение подвижная спираль, создавая разрежение. Газовые смеси движутся к оси камеры, сжимаются, выводятся наружу.
  • Винтовой. Вращением винтового ротора внутри статора газ по канавкам перемещается в заданном направлении. Затем – сжатие и вывод наружу. Механизм может включать несколько винтов.

Под заказ
Под заказ
Насос ин-лайн с сухим ротором TP 200-160/4-A-F-B-BAQE PN16 3х380-415/660-690В/50 Гц Grundfos Цена 603772 руб
Уточнить по наличию
Насос многоступенчатый вертикальный CR15-02 A-F-A-E-HQQE PN16 3х380-415В/50 Гц Grundfos Цена 108595 руб
Нет в наличии
Установка пожаротушения Hydro MX 2/1 CR 15-06 Grundfos Цена 2062742 руб
Под заказ
-9%
Насос многоступенчатый вертикальный HELIX V 1012-1/16/E/S/400-50 PN16 3х400В/50 Гц Wilo Цена 192752 руб 176067 руб
Под заказ
-9%
Насос ин-лайн с сухим ротором DL 65/160-1,1/4 PN16 сдвоенный 3х400В/50 Гц Wilo Цена 173245 руб 158249 руб
Схема устройства винтового форвакуумного насоса
Схема устройства винтового форвакуумного насоса
https://vakuumnye-nasosy.ru

  • Плунжерный или золотниковый. Эксцентрик, с надетым плунжером в виде втулки, вращается внутри камеры-цилиндра. Сжатие газа производится плунжером. Обратному движению газов препятствует золотник.
  • Водокольцевой. Вращаясь в камере, частично заполненной жидкостью, лопасти ротора-эксцентрика за счёт центробежной силы вытесняют её к внутренней стороне её поверхности. В остальном объёме формируется разрежение в виде серпа. Сжатие, удаление газа происходит на его конце в зоне порта.
  • Пластинчато-роторный. Рабочий орган – ротор с лопастями. Устанавливается со смещением от оси цилиндрической камеры. Лопатки вращением прижимаются к её стенке, сжимают и выпускают газ через нагнетательный клапан.

Схема устройства форвакуумного пластинчато-роторного масляного насоса
Схема устройства форвакуумного пластинчато-роторного масляного насоса
https://megatechnika.com

  • Роторно-поршневые. Механизм бывает двух типов: аксиальный, радиальный. Расположение поршней в первом случае – внутри барабана (траектория их перемещения – параллельна оси ротора), во втором – в виде звезды.
  • Насосы Рутса. Механизм состоит из пары роторов, имеющих вид восьмёрки. Вращение – противоположно направленное. Циклы: забор газа, отсекание в районе нагнетательного клапана, сжатие, вывод газа.

Форвакуумные насосы может быть масляным или безмасляным.

Масляные форвакуумные насосы

Механизм этого типа приборов для функционирования использует смазку. Служит уплотнением в зазорах деталей, выводит тепло.

Процесс рециркуляции масла в пластинчато-роторном форвакуумном насосе
Процесс рециркуляции масла в пластинчато-роторном форвакуумном насосе
https://wrc-info.ru

За счёт перепада давления масло подаётся в виде тумана в рабочую камеру. Через фильтр (из газов) попадает в картер. После выхлопного фильтра – в камеру для отстоя. Бесшумность работы механизма и смазка трущихся элементов обеспечивается циркуляцией масла.

Недостатки:

  • необходимость устройства ловушек паров масла;
  • загрязнение окружающей среды парами углеводородов;
  • расходы на вакуумное масло.

Ведущие поставщики таких форвакуумных насосов: Edwards из Великобритании, Busch, Leybold, Pfeiffer Vacuum (Германия), Kashiyama (Япония).

Российские компании: ERSTEVAK Ltd, Вакууммаш.

Вакуумные масла

Вакуумное масло REFCO RL-2, RL-4, RL-8B
Вакуумное масло REFCO RL-2, RL-4, RL-8B
https://images.ru.prom.st

Масла бывают: минеральные, полу- и синтетические. Требования:

  • сохранение смазывающих свойств при высоких температурах;
  • слабая окисляемость.

При выборе марки имеет значение используемая газовая смесь.

Безмасляные форвакуумные насосы

Технологии сверхвысокого вакуума требуют и чистоту. Выполнение этой задачи – главное предназначение приборов этого типа.

Лидеры категории:

  • винтовые;

Сухой винтовой вакуумный насос Leybold (Германия).

  • когтевые;
  • многоступенчатые Рутса.

В лабораториях применяют приборы спирального типа.

Спиральный безмасляный форвакуумный аппарат Ulvac DIS-501
Спиральный безмасляный форвакуумный аппарат Ulvac DIS-501
https://ulvac.org

Преимущества безмасляных приборов:

  • пониженное энергопотребление;
  • исключение затрат на масло, переработку после использования;
  • простое обслуживание, ремонт.

Ведущие мировые производители: компании Edwards, Ulvac, Ebara, Leybold и LOT Vacuum, Adixen (Alcatel), Kashiyama. Из российских производителей: «Вакууммаш», «Насосэнергомаш», НПО им. Фрунзе «Беском».

Коротко о главном

Спасибо, что дочитали до конца. Вы узнали, что форвакуумные насосы имеют свои конструктивные особенности, технические параметры. Теперь ваших знаний хватит для принятия правильного решения при подборе необходимого оборудования. Это обеспечит его безупречную работу, качественное выполнение задач.

 

Возможно, что-то осталось за рамками статьи. Может специалисты своими знаниями, опытом в виде советов, могут помочь сделать её более полезной?