Spirální čerpadla: přehled, princip činnosti

Spirálová čerpadla vakuového typu s vnitřním stlačením se týkají elektromechanických zařízení, která jsou široce používána ve vědecké oblasti a průmyslu. Oblast jejich použití zahrnuje určité technologické procesy, v důsledku čehož vzniká hluboké vakuum. Průměrná výkonnost zařízení je až 35 m3 / h. Vzhledem k přítomnosti absolutně suchého prostředí se takové čerpadlo může také podílet na přenosu aktivních plynů. Zvažte vlastnosti a výhody tohoto zařízení.

Dějiny stvoření

První pokusy o vytvoření spirálové čerpadlo může být považován za měření atmosférického tlaku čtení, vedou Italská fyzik Torricelli rodin. Po prozkoumání získaných informací dospěl k závěru o existenci vakua a brzy prokázal jeho hypotézu.

Klasický design dotyčného zařízení byl vytvořen na počátku 18. století podle návrhu francouzského inženýra Leon Croix. Vědec vyvinul mechanismus založený na rotačním zařízení se dvěma spirály konstantního rozteče. Současně zůstává jeden z prvků stabilně stacionární, upevněný na těle. Druhá spirála klouže ve vnitřní části podél orbitální trajektorie.

Sériová výroba spirály vakuová čerpadla byly zavedeny od roku 1980. První modely zajišťovaly odsávání a podporu motoru a klimatizace. Nyní se rozsah použití těchto kompresorů výrazně rozšířil, včetně ekonomických činností, vesmírného inženýrství a průmyslu. Spirální modifikace se používají hlavně v laboratořích av podnicích.

Vlastnosti

Dvě spirály jsou umístěny mezi sebou v úhlu 180 stupňů. Vytvářejí srpkovité oddíly, v nichž je pohyb plynu zajištěn rozdílným tlakem v nich. Elektrický motor přenáší točivý moment na hřídel, po němž spirály provádějí orbitální pohyb a objem plynu, který se postupně snižuje, má tendenci k centrální části.

Taková zařízení patří do třídy předávacích rotačních čerpadel suchého typu s vnitřní kompresí. Konstrukce nezajišťuje použití olejů pro utěsnění konjugovaných prvků. Uvažovaná čerpadla mohou být provozována v podmínkách vysoké pravděpodobnosti vzniku kondenzátu.

Pros

Hlavní výhody spirálových čerpadel:

• Úplná nepřítomnost olejových par umožňuje použití zařízení pro vytváření chemicky čistých složek ve vakuu.
• Během práce ve vnitřní části se nehromadí brusiva, což prodlužuje životnost mechanických dílů a zajišťuje vysoký koeficient stability.
• Žádný šum a nízký stupeň vibrací umožňují použití zařízení v prostorách, kde jsou lidé.
• Spuštění a spuštění čerpadla vyžaduje minimální úsilí.
• Přístroj má malou hmotnost, nevyžaduje speciální přepravní rám nebo rám.
• Kompaktnost. K dispozici jsou dokonce i úpravy desktopu.
• Spolehlivost mechanických součástí a elektroniky.
• Jednotky jsou vybaveny speciálními systémy pro utěsnění ložisek, těsnění hřídelů, odstraňování prachu a pevné částice.
• Vysoká účinnost (přibližně 95%).
• Široký rozsah provozních tlaků a vysoce přesné čerpací možnosti.
• Uvolněné teplo je minimální, existuje kompletní systém atmosférického chlazení.
• Prakticky všechny modely jsou vybaveny počtem odpracovaných hodin, nevyžadují komplexní a nákladnou prevenci.

Obsah balení

Zařízení spirálového čerpadla závisí na konkrétním výrobci, avšak jakýkoli návrh obsahuje základní prvky, jmenovitě:

• Tělo vyrobené z tepaného železa s napůl stlačeným postřikem.
• Základna (vzdálenost k pohyblivé spirále je od 0,05 do 0,01 mm).
• Mechanismus protizávaží.
• Pohyblivá část, která provádí orbitální rotaci.
• Zařízení proti klínu.
• Excentrický hřídel (agregáty s elektrický pohon).
• Mlýny, které zajišťují těsnost kloubů, brání zavádění výparů ropy.
• Gumové těsnění, odolné vůči mazivům.

Jak to funguje?

Principem fungování spirálového čerpadla je vytlačování plynu z obvodové části do středu prostřednictvím pohyblivého prvku, který vytváří dvě série srpkovitých objemů. Poté se objem odčerpává přes parní místnost a otvor ve středu koncové desky stacionárního rámu.

Počet otáček celého pracovního cyklu s jednou částí plynu je totožný s počtem otáček šroubovice. Za tímto účelem se používá evolventní spirála Archimedes, různé oblouky kruhů a jejich variace.

Hlavní rozdíl mezi prací jednotky uvažované - je, že sací, kompresní a vstřikování se provádí synchronně v několika dutinami. Rozptýlení plynů mezi odvětvími s nízkým a vysokým tlakem se snižuje díky oddělení objemů mezi sebou. Takové řešení umožnilo zcela opustit použití injekčních a sacích ventilů.

Spirální čerpadla Anest Iwata

Tyto jednotky vyrábí japonská společnost od roku 1990. Tato čerpadla se používají v různých aplikacích, včetně vakuové pece, laboratorní zařízení, úprava iontů, postřikovací systémy. Zařízení je vybaveno vyváženým mechanismem, nízkou úrovní zvlnění a hluku a je spolehlivě chráněno před vniknutím oleje nebo částic do vakuové komory.

Krátké charakteristiky na příkladu modifikace Anest Iwata ISP-90:

• Typ chlazení - vzduch.
• Čerpací rychlost je 90 l / min při 50 Hz.
• Maximální vakuum je 5 Pa.
• Příkon - 0,15 kW.
• Hladina hluku je 52 dB.
• Hmotnost - 13 kg.
• Rozměry - 308/182/225 mm.
• Provozní napětí je 220 V.

Vákuové rolovací olejové čerpadlo XDS35i

Při výrobě tohoto zařízení se používá patentovaná technologie vstupu vlnovce, která umožňuje úplné oddělení ložisek od pracovního prostoru. Tento návrh eliminuje vstup chemicky aktivních a mastných složek. Port logického rozhraní umožňuje nastavit rychlost hřídele.

Parametry:

• Kapacita je 43 kubických metrů za hodinu.
• Čerpání na maximum - 35 m3 / h.
• Maximální výstupní tlak je 1 bar.
• Výkon motoru je 520 W.
• Režim provozní teploty je 10-40 stupňů.
• Hmotnost - 48 kg.
• Hlučnost - 57 dB.

Aplikace

Spirálová odstředivá čerpadla se úspěšně používají v různých oborech. Níže je uveden seznam hlavních oblastí:

• V lékařství - čistit složky různých látek s téměř úplným vakuem (ventilátory a umělé dýchání).
• Ve farmaceutice - pro dekontaminaci léků (antibiotik) z produktů živé aktivity mikroorganismů.
• V průmyslu - jako forevacuum zařízení při montáži čerpadel turbomolekulární nebo difúzní typ.
• Provádět fyzikální vyšetřování při studiu fotosenzitivních polymerů a vzácných plynů.
• V testování - simulovat beztížnost a vakuum podobné vlnám (při testování družic, meteorologických sond, orbitálních modulů, letadel, raket).
• V biologickém výzkumu - studovat vliv vakua na různé formy života.
• V mikroelektronice - pro výrobu polovodičů v podmínkách vyrovnávání oxidativních účinků.
• V chemickém průmyslu - vytvářet konstantní tok surovin (dělení materiálu do frakcí, například při vytváření etherů).
• V potravinářském průmyslu - balení zboží do plastového pouzdra.
• Ve výrobě komplexních opto-mechanických zařízení (elektronové mikroskopy).

Na závěr

Výše uvedený seznam je daleko od všech oblastí, kde se používá vakuové rolovací čerpadlo. Toto zařízení významně usnadňuje řadu činností. Zejména je zařízení nezbytné v případech, kdy je zapotřebí vytvořit vakuum bez oleje. Je třeba poznamenat, že tento směr je převládající ve vývoji a výrobě čerpacího zařízení. Díky rozsáhlým možnostem a konstrukčním prvkům jsou vyráběny modely, a to jak průmyslových, tak i kompaktních (stolních).