Вакуумдық пампы - бұл айналып жатқан камерада немесе құбырда газ молекулаларын алып тастап, бөлшек немесе толық вакуумды жасау үшін қолданылатын прибор. Вакуумдық пампалар космосты зерттеуде, электроника, металлургия, химия, медицина, биотехнология сыныптарында кеңінен қолданылады. Олар вакуумдық жабыстыру, вакуумдық формдалту, вакуумдық жабысқау, вакуумдық күріту, вакуумдық фильтрация сияқты қолданыстар үшін де қолданылады.
Бұл мақалада вакуумдық пампаның не екені, олар қалай жұмыс істейді, олардың негізгі қасиеттері мен түрлері, сондай-ақ олардың кейбір кеңінен қолданылатын қолданыстары туралы түсіндіреміз.
Вакуумдық пампа - бұл камерада немесе құбырда газ молекулаларын алып тастап, ішкі басын азайту үшін қолданылатын прибор. Вакуумдық пампа арқылы жасалған вакуумдың деңгейі пампаның құрылымы, жасалатын газ түрі, камера өлшемі, газ температурасы, системаның жылжыту деңгейі сияқты көптеген факторларға байланысты болады.
Бірінші вакуумдық пампа 1650 жылы Отто фон Герикке тарабынан изделген. Ол өзінің приборын эвакуацияланған екі полушарийпен көрсетті, содан кейін оларды бірге қоюға болады. Ол атмосфералық басының тағысынан әрі өткір ас қоректестері де оларды бөлуге болмайды деп көрсетті. Кейінірек Роберт Бойль және Роберт Хук Гериккенің құрылымын жетілдіріп, вакуумдың қасиеттерін зерттеуге қолданылған эксперименттер өткізді.
Үш негізгі қасиет вакуумдық пампаны сипаттайтын:
Шығыс басы
Вакуум деңгейі
Пампасы
Шығыс басы - бұл пампаның шығысында өлшенген басы. Ол атмосфералық басына тең немесе аз болуы мүмкін. Айрим вакуумдық пампалар әртүрлі шығыс басымен бағаланады. Нормалда, жоғары вакуумды жасау үшін өте төмен шығыс басына қажет. Мысалы, 10-4 же 10-7 Торр (басы өлшем бірлігі) деңгейіндегі өте жоғары вакуумды жасау үшін пампаның өте төмен шығыс басына қажет.
Біраз вакуумдық пампалар өзінің жұмыс істеуіне қосымша пампаның қажет болады, ол төмен шығыс басын қамтамасыз ету үшін. Қосымша пампа басқа түрдегі вакуумдық пампа немесе компрессор болуы мүмкін. Қосымша пампаның жасаған басы шығыс басынемесе алдыңғы басы деп аталады.
Вакуум деңгейі - бұл вакуумдық пампа арқылы камерада немесе құбырда жасалатын минималды басы. Ол сондай-ақ соңғы басы немесе негізгі басы деп аталады. Теориялық түрде, камерада абсолютті вакуум (нөл басы) жасау мүмкін емес, бірақ практикалық түрде 10-13 Торр немесе төменірек деңгейде өте төмен басы жасау мүмкін.
Вакуумдық пампа арқылы жасалған вакуум деңгейі пампаның құрылымы, жасалатын газ түрі, камера өлшемі, газ температурасы, системаның жылжыту деңгейі сияқты көптеген факторларға байланысты болады.
Пампасы - бұл пампаның белгілі бір басында камерада немесе құбырда газ молекулаларын қалайты алып тастау үшін қолданылатын қызмет. Ол уақыт бойынша өлшем бірліктерінде өлшенеді, мысалы, литр сегізде (Л/с), куб фут минутта (CFM), немесе куб метр сағатта (м3/сағ). Пампасы сондай-ақ суықтыру қабілеті немесе өткізу қабілеті деп аталады.
Пампасы пампаның құрылымы, жасалатын газ түрі, пампаның енгізу және шығысу ұяшықтарының басы айырмашылығы, және қолданылатын материалдар сияқты көптеген факторларға байланысты болады.
Жылжыту бөлімдерінде көптеген түрлердегі вакуумдық пампалар сатылады. Олар екі негізгі категорияға бөлінеді: теріс өлшемді пампалар және кинетикалық пампалар.
Теріс өлшемді пампалар енгізу ұяшығында тұратын газдың белгілі бір өлшемін қамтамасыз етіп, содан кейін шығысу ұяшығында жоғары басына қысу арқылы жұмыс істейді. Олар төменден орташа вакуумды (10-3 Торр дейін) жасауға болады. Теріс өлшемді пампалардың бірнеше мысалы:
Айналып жүрген ване пампалары
Пистон пампалары
Мембраналық пампалар
Скручылған пампалар
Скрол пампалары
Рутс бловеры
Айналып жүрген ване пампалары теріс өлшемді пампалардың ең көп кездесетін түрлерінің бірі.
Олар цилиндрикалық ротор мен радиальды ванелерден тұрады, олар ротор статордың ішінде айналғанда шығып-кіріп отырады. Ванелер ротор мен статор арасындағы аймақты камераларға бөледі, олар енгізу ұяшығынан шығысу ұяшығына қарай өлшемі өзгереді. Камера енгізу ұяшығынан шығысу ұяшығына қарай қозғалған кезде, ол төмен басында газды қамтамасыз етеді, содан кейін оны жоғары басына қысады және шығысу ұяшығына шығарады.
Айналып жүрген ване пампалар маслаулы немесе жұмсартыс болуы мүмкін.
Маслаулы айналып жүрген ване пампалар маслау қызметін өткізу үшін маслаулы ване және статор арасында маслаулы материалды қолданады. Маслаулы материал өте жылдам және газ молекулаларын системадан алып тастауға көмектеседі. Жұмсартыс айналып жүрген ване пампалар маслаулы материалды қолданбайды, бірақ басқа материалдар немесе қапталарды ване мен статор арасындағы қызметті азайту үшін қолданады.
Айналып жүрген ване пампалар 0,5-1000 Л/с пампасымен 10-3 Торр дейінгі вакуумды жасауға болады.
Пистон пампалар - бұл теріс өлшемді пампалардың басқа түрі, олар құбырларда газды қысу үшін бір немесе бірнеше пистонды қолданады. Пистондар құбырлардың ішінде оңға-солға қозғалады, олардың екі жағында газдың қозғалысын басқару үшін заттары бар. Пистон оңға қозғалғанда, ол құбырдың бір жағынан газды шығаратын кезде, басқа жағынан да құбыр арқылы газды енгізеді. Пистон солға қозғалғанда, ол енгізу затын жабып, шығысу затын ачып, қысқаған газды шығаратын кезде.
Пистон пампалар бірқатарлы немесе көптеген қатарлы болуы мүмкін. Бірқатарлы пистон пампалар әр пистон үшін бір құбыр таңбаланады, ал көптеген қатарлы пистон пампалар әр пистон үшін серияда бірімен бірінің артында бірнеше құбыр таңбал
