Vakúmþræðar: Tegundir, Notkun og Hvernig þeir Virka

Vakúmpumpa er tæki sem tekur burti gasmolekyl úr lokuðu kameru eða hólfi, þannig að skapað er hlutvakúm eða fullt vakúm. Vakúmpumpur eru víðtæklega notaðar í ýmsum viðskiptasvæðum og rannsóknarverkefnum, eins og geimferð, rafmagn, málfræði, efnafræði, læknisfræði og líffræðitekníku. Vakúmpumpur geta verið notaðar fyrir aðgerðir eins og vakúmpakning, vakúmmyndun, vakúmþykkt, vakúmtorkun og vakúmsía.

Í þessu greinum munum við skýra hvað vakúmpumpur eru, hvernig þær virka, hvað eru aðalatriðið og tegundir þeirra, og hvað eru nokkur algengar notkynjar þeirra.

Hvað er vakúmpumpa?

Vakúmpumpa er skilgreind sem tæki sem minnkar tryggingu innan kamers eða hólfs með því að taka burti gasmolekyl úr þeim. Gráða vakúms sem vakúmpumpa ná að uppná fer eftir mörgum ástæðum, eins og hönnun pumpunnar, tegund gassins sem pumpt er, rúmmál kamers, hitastig gassins og lekkagehöfnunarkerfið.

Fyrsta vakúmpumpan var uppfunnin af Otto von Guericke árið 1650. Hann sýndi fram sitt tæki með því að nota tvö hemisféru sem voru töluð úr af pumpunni hans og svo festuð saman. Hann sýndi að jafnvel lið af hestum myndi ekki kunna að skipta þeim milli vegna atmosfæruþryggjunnar sem virði á þau. Senari vísu Robert Boyle og Robert Hooke á Guericke's hönnun og gerðu rannsóknir á eiginleikum vakúms.

Hvað eru aðalatriðið á vakúmpumpu?

Það eru þrjú aðalatriði sem kennsla vakúmpumpu:

• Úttrygging

• Gráða vakúms

• Pumpingahraði

Úttrygging

Úttrygging er tryggingin sem mæld er við úttak pumpunnar. Hún getur verið jafnt eða lægra en lofttrygging. Þýðandi vakúmpumpur hafa mismunandi úttryggingar. Venjulega hafa pumpur fyrir að skapa hávakúm lágu úttryggingu. Til dæmis, til að skapa mjög hávakúm sem 10-4 eða 10-7 Torr (einheit fyrir trygging), þarf mjög lága úttryggingu pumpunnar.

Sumar hávakúmpumpur þurfa bakupumpu til að halda lágu úttryggingu áður en þær geta verið stjórnaðar. Bakupumpan getur verið annan tegund af vakúmpumpu eða kompressor. Tryggingin sem bakupumpan skapar er kölluð baktrygging eða fyrirtrygging.

Gráða vakúms

Gráða vakúms er lægsta tryggingin sem vakúmpumpa getur skapað innan kamers eða hólfs. Hún er einnig kölluð endatrygging eða grunntrygging. Þættilega er ómögulegt að skapa alvöru vakúm (núlltrygging) innan kamers, en í raun er hægt að skapa mjög lága tryggingu sem um 10-13 Torr eða lægri.

Gráða vakúms sem vakúmpumpa ná að uppná fer eftir mörgum ástæðum, eins og hönnun pumpunnar, tegund gassins sem pumpt er, rúmmál kamers, hitastig gassins og lekkagehöfnunarkerfið.

Pumpingahraði

Pumpingahraði er skilgreindur sem hraði sem pumpa getur tekið burti gasmolekyl úr kamers eða hólfs við gefnu tryggingu. Hann er mældur í einingum rúmmáls yfir tíma, eins og lítur á sekúndu (L/s), kubík fet á mínútu (CFM) eða kubík metrar á klukkustund (m3/h). Pumpingahraði er einnig kölluð sukkapafærni eða þurft.

Pumpingahraði fer eftir mörgum ástæðum, eins og hönnun pumpunnar, tegund gassins sem pumpt er, tryggingadifurinn milli inntaks og úttaks pumpunnar, og leiðgengi kerfisins.

Hvað eru tegundir vakúmpumpa?

Það eru mörg tegundir vakúmpumpa sem eru í boði á markaðinum. Þær geta verið flokkuð í tvær aðalhópa: pumpur með fastan fjölgildi og hreyfanlegar pumpur.

Pumpur með fastan fjölgildi

Pumpur með fastan fjölgildi virka með því að fanga fast fjölgildi gas á inntakinu og síðan smella það yfir í hærri tryggingu á úttakinu. Þær geta búið til lága til miðlungs vakúm (upp í 10-3 Torr). Dæmi um pumpur með fastan fjölgildi eru:

• Snúvanda spánpumpur

• Stokkpumpur

• Skjaldarpumpur

• Skrúppumpur

• Rullupumpur

• Rótaspjölpumpur

Snúvanda spánpumpur

Snúvanda spánpumpur eru ein af algengustu tegundum pumpa með fastan fjölgildi.

Þær besta af snúvanum rotor með radíala spánar sem skúfa inn og út eins og rotorinn snýr innan stators. Spánarnar deila rúmmálinn milli rotorins og stators í herbergi sem breytast í rúmmál eins og þau færast frá inntaki til úttaki. Þegar herbergi færast frá inntaki til úttaki, þá fangar það gas á lága tryggingu og smellar það yfir í háa tryggingu áður en sleppt er úr úttaki.

Snúvanda spánpumpur geta verið buðnar með olíu eða torfar.

Olíubuðnar snúvanda spánpumpur nota olíu sem glitrandi og sealant milli spánanna og stators. Olíunni hjálpar að kjölsla og taka burti sumar gasmolekyl úr kerfinu. Torfar snúvanda spánpumpur nota ekki olíu heldur byggja á öðrum efnum eða beitingu til að minnka gnútur og vörpu milli spánanna og stators.

Snúvanda spánpumpur geta búið til vakúm upp í 10-3 Torr með pumpingahraða sem strengir frá 0,5 til 1000 L/s.

Stokkpumpur

Stokkpumpur eru annan tegund af pumpum með fastan fjölgildi sem nota eina eða fleiri stokka til að smella gas innan cyllinda. Stokkarnir færa sig til baka og fram innan cyllinda sem hafa valvar á báðum endum til að stjórna gasstraumi. Þegar stokkur færast fram, hann slær gas úr einu endi á cyllindanum samtímis og drar gas inn í annað endi gegnum inntakavalv. Þegar hann færast til baka, hann lokar inntakavalv sínu samtímis og opnar úttakavalv til að sleppa samþéttu gas.

Stokkpumpur geta verið einstakar eða margstök. Einstakar stokkpumpur hafa aðeins eina cyllinda fyrir hverja stokk, en margstök stokkpumpur hafa tvær eða fleiri cyllinda tengdar í röð fyrir hverja stokk. Margstök stokkpumpur geta búið til hærri vakúm en einstakar stokkpumpur með því að smella gas sjálfgefið oft áður en sleppt er úr.

Stokkpumpur geta búið til vakúm upp í 10-3 Torr með pumpingahraða sem strengir frá 1 til 1000 L/s.

Skjaldarpumpur

Skjaldarpumpur eru annan tegund af pumpum með fastan fjölgildi sem nota fljót skjöldar til að smella gas innan herberga. Skjöldarnir eru festir við stöngir sem færa sig til baka og fram af elektrískum motor eða excentriskum hring. Þegar skjöldr færast fram, hann slær gas úr herberginu gegnum úttakavalv samtímis og drar gas inn í annað herbergi gegnum inntakavalv. Þegar hann færast til baka, hann lokar úttakavalv sínu samtímis og opnar inntakavalv til að leyfa gasstraum.

Skjaldarpumpur eru torfar pumpur sem ekki nota olíu eða önnur væskur sem glitrandi eða sealant. Þær eru viðeigandi fyrir að pumpa ettkveikt, bráðandi eða viðkvæmt gass sem ekki má sökkja af olíu. Þær geta einnig virkað í hvaða stefnu sem er án að áhrifa prestationar sinnar.

Skjaldarpumpur geta búið til vakúm upp í 10-3 Torr með pumpingahraða sem strengir frá 0,1 til 100 L/s.