Вакуумни помпи: Типове, приложения и как работят

Electrical4u

Поле: Основни електротехника

China

Какви са видовете вакуумни помпи

Вакуумната помпа е устройство, което премахва газови молекули от затворена камера или контейнер, създавайки частичен или пълен вакуум. Вакуумните помпи се използват широко в различни индустрии и научни области, като аерокосмически, електроника, металургия, химия, медицина и биотехнологии. Вакуумните помпи могат да се използват и за приложения като вакуумно опаковване, вакуумно формиране, вакуумно покриване, вакуумно изсушаване и вакуумно филтриране.

В тази статия ще обясним какво са вакуумните помпи, как работят, какви са техните основни характеристики и видове, и какви са някои от техните общи приложения.

Какво е вакуумна помпа?

Вакуумната помпа се дефинира като устройство, което намалява налягането в камера или контейнер, премахвайки газови молекули от него. Степента на вакуум, достигнат от вакуумната помпа, зависи от няколко фактора, като дизайна на помпата, типа газ, който се помпи, обема на камерата, температурата на газа и степента на утечка на системата.

Първата вакуумна помпа беше изобретена от Отто фон Герицке през 1650 година. Той демонстрира своето устройство, използвайки две полукълба, които бяха евакуирани от неговата помпа и след това свързани заедно. Той показа, че дори и команди конници не можеха да ги разделят поради атмосферното налягане, което действаше върху тях. По-късно, Робърт Бойл и Робърт Хук подобриха дизайна на Герицке и провеждаха експерименти по свойствата на вакуума.

Какви са основните характеристики на вакуумната помпа?

Има три основни характеристики, които характеризират вакуумната помпа:

Натиск на изхода
Степен на вакуум
Скорост на помпене

Натиск на изхода

Натискът на изхода е налягането, измерено на изхода на помпата. То може да е равно или по-ниско от атмосферното налягане. Различните вакуумни помпи са оценени за различни натиски на изхода. Обикновено, помпите за създаване на висок вакуум имат нисък натиск на изхода. Например, за създаване на много висок вакуум от 10-4 или 10-7 Тор (единица за налягане), е необходим много нисък натиск на изхода на помпата.

Някои високовакуумни помпи изискват подкрепяща помпа, за да поддържат нисък натиск на изхода, преди да могат да функционират. Подкрепящата помпа може да бъде друг тип вакуумна помпа или компресор. Натискът, създаден от подкрепящата помпа, се нарича подкрепящ натиск или предварителен натиск.

Степен на вакуум

Степента на вакуум е минималното налягане, което може да се създаде от вакуумна помпа в камера или контейнер. Тя също се нарича крайно налягане или базово налягане. Теоретично, е невъзможно да се създаде абсолютен вакуум (нулево налягане) в камера, но практически е възможно да се създаде много ниско налягане от около 10-13 Тор или по-ниско.

Степента на вакуум, достигнат от вакуумната помпа, зависи от няколко фактора, като дизайна на помпата, типа газ, който се помпи, обема на камерата, температурата на газа и степента на утечка на системата.

Скорост на помпене

Скоростта на помпене се дефинира като скоростта, с която помпата може да премахне газови молекули от камера или контейнер при дадено налягане. Измерва се в единици на обем във време, като литри в секунда (Л/с), кубични фута в минута (CFM) или кубични метра в час (м3/ч). Скоростта на помпене също се нарича капацитет на всасване или производителност.

Скоростта на помпене зависи от няколко фактора, като дизайна на помпата, типа газ, който се помпи, разликата в налягането между входа и изхода на помпата, и проводимостта на системата.

Какви са видовете вакуумни помпи?

На пазара са налични много видове вакуумни помпи. Те могат да бъдат класифицирани в две основни категории: помпи с положително разместяване и кинетични помпи.

Помпи с положително разместяване

Помпите с положително разместяване работят, като задържат фиксиран обем газ при входа и след това го компресират до по-високо налягане при изхода. Те могат да създават нисък до среден вакуум (до 10-3 Тор). Някои примери за помпи с положително разместяване са: