Välj land/region
Nuvarande region:
Sweden (SV)
Nuvarande region:
Sweden (SV)
How can we help you?
Vakuum är ett verktyg som används i ett stort antal industriella tillverkningsprocesser, t.ex. förpackning, buteljering, torkning, avgasning, plockning och placering för att nämna några. En industriell vakuumpump används för att skapa, förbättra och upprätthålla vakuum i dessa processer. Det finns många olika typer av industriella vakuumtekniker och i den här artikeln kommer vi att utforska dessa tekniker. För att förstå vilken typ av vakuum som är bäst lämpad för dig och din tillämpning är det viktigt att förstå egenskaperna, fördelarna och funktionsprincipen för varje typ av teknik. I den här artikeln går vi igenom de vanligaste typerna av industriella vakuumpumpar, hur de fungerar och i vilka typer av tillämpningar de är bäst lämpade.
Den grundläggande funktionsprincipen för en industriell vakuumpump är densamma oavsett tekniktyp.
Vakuumpumpar tar bort luftmolekyler (och andra gaser) från vakuumkammaren (eller utloppssidan om en högre vakuumpump är kopplad i serie). När trycket i kammaren minskar blir det allt svårare att avlägsna ytterligare molekyler. Därför måste ett industriellt vakuumsystem (fig. 1) kunna fungera över en del av ett utomordentligt stort tryckområde, som vanligtvis varierar från 1 till 10-6 Torr / 1,3 till 13,3 mBar tryck. Inom forskning och vetenskapliga tillämpningar är detta värde lägre än 10-9 Torr eller lägre. För att åstadkomma detta används olika typer av pumpar i ett standardvakuumsystem, var och en täcker en del av tryckområdet och arbetar ibland i serie.
Industriella vakuumsystem kan delas in i följande grupper av tryckområden:
Olika typer av pumpar för dessa vakuumområden kan sedan delas in i primära (backing) pumpar, boosterpumpar och sekundära (högvakuum) pumpar: Högt, mycket högt och ultrahögt vakuumtryck.
Det finns två grundläggande kategorier av vakuumpumpar: Gasöverföringspumpar och pumpar för inkapsling (figur 1).
Överföring Pumpar överför gasmolekyler antingen genom impulsutbyte (kinetisk verkan) eller positiv förflyttning. Samma antal gasmolekyler släpps ut från pumpen som in i den och gasen ligger något över det atmosfäriska trycket när den släpps ut. Kompressionsförhållandet är förhållandet mellan avgastrycket (utlopp) och det lägsta tryck som erhålls (inlopp).
Kinetiska överförings pumpar använder höghastighetsblad eller introducerade ångor för att styra gasen mot utloppet, enligt principen om momentumöverföring. Dessa typer av pumpar kan uppnå höga kompressionsförhållanden vid låga tryck, men har vanligtvis inte slutna volymer.
Pumpar som fungerar genom att mekaniskt fånga en gasvolym och flytta den genom pumpen kallas för förträngningspumpar. Den isolerade volymen komprimeras till en mindre volym vid ett högre tryck, och till sist släpps den komprimerade gasen ut i atmosfären eller till nästa pump. För att ge ett högre vakuum och högre flödeshastighet används ofta två överföringspumpar i serie.
Som tidigare nämnts används vakuumpumpar med positiv förskjutning för att skapa låga vakuum. Denna typ av vakuumpump expanderar ett hålrum och låter gaserna strömma ut ur den förseglade miljön eller kammaren. Därefter försluts hålrummet och orsakar att det släpps ut i atmosfären. Principen bakom en vakuumpump med positiv förskjutning är att skapa ett vakuum genom att utöka volymen i en behållare. I en manuell vattenpump till exempel expanderar en mekanism ett litet förseglat hålrum för att skapa ett djupt vakuum. På grund av trycket pressas en del vätska från kammaren in i pumpens lilla hålrum. Därefter försluts pumpens hålrum från kammaren, öppnas för atmosfären och pressas sedan tillbaka till en liten storlek. Ett annat exempel på vakuumpumpar med positiv förskjutning är att en membranmuskel expanderar brösthålan, vilket gör att lungornas volym ökar. Denna expansion leder till att det skapas ett partiellt vakuum och att trycket minskar, vilket sedan fylls med luft som trycks in av det atmosfäriska trycket. Exempel på vakuumpumpar med positiv förskjutning är vakuumpumpar med vätskering och rötblåsare som används mycket inom olika industrier för att skapa vakuum i trånga utrymmen.
Pumpar som fångar upp gasmolekyler på ytor i vakuumsystemet kallas föga förvånande för fångarpumpar. Dessa pumpar arbetar med lägre flöden än vakuumpumpar som t.ex. transferpumpar, men de kan ge extremt högt vakuum, ner till 10-12 Torr. Capture-pumparna fungerar med hjälp av kryogen kondensering, jonisk reaktion eller kemisk reaktion och har inga rörliga delar, vilket ger ett oljefritt vakuum.
De pumpar som arbetar med kemiska reaktioner fungerar effektivare eftersom de vanligtvis placeras inuti den behållare där vakuum krävs. Luftmolekylerna skapar en tunn film som avlägsnas när pumpens drift orsakar en kemisk reaktion på pumpens inre ytor. Inneslutningspumpar används tillsammans med vakuumpumpar med positiv förskjutning och vakuumpumpar för momentumöverföring för att skapa ultrahögt vakuum.
Tekniken för vakuumpumpar anses vara antingen våt (smord) eller torr (oljefri eller torrgående), beroende på om gasen utsätts för olja eller vatten under kompressionsprocessen eller inte.
Våta pumpar smörjer och/eller tätar sig själva med hjälp av antingen olja eller vatten, och denna vätska kan förorena den pumpade (svepta) gasen. Torra vakuumpumpar har ingen vätska i den pumpade gasen och är beroende av exakta avstånd mellan pumpens roterande och statiska delar, torra polymertätningar (PTFE) eller ett membran för att separera pumpmekanismen från gasen och säkerställa en tät tät tätning.
Torra är dock inte helt oljefria, eftersom olja eller fett ofta används i pumpens kugghjul och lager. Denna hålls åtskild från vakuumkompressionssidan. Torra pumpar minskar risken för föroreningar och oljedimma. De har också miljöfördelar eftersom de inte kräver bortskaffande av oljor som smörjda pumpar.
Centrifugalpumpar är hydrauliskt drivna maskiner som kännetecknas av sin förmåga att överföra energi till vätskor (i synnerhet vätskor) genom ett fält av centrifugalkrafter. Deras huvudsyfte är att överföra vätskor genom att öka trycket. Centrifugalpumpar kan ha olika konstruktioner, men deras funktionsprincip och flödesdynamiska egenskaper är alltid desamma.
Vakuumpumpar med vätskering liknar en roterande lamellpump, men skillnaden är att lamellerna är en integrerad del av rotorn och att de roterar en roterande vätskering för att bilda tätningen i kompressionskammaren. De är av naturliga skäl lågfriktionskonstruerade, och rotorn är den enda rörliga delen. Glidfriktionen är begränsad till axeltätningarna. Pumpar med vätskering drivs vanligtvis av en induktionsmotor.
Vätskeringsystem kan vara antingen enstegs- eller flerstegssystem.
Rotary Claw-vakuumpumpar genererar kontaktfritt vakuum på ett effektivt och ekonomiskt sätt. Detta är möjligt tack vare principen om intern kompression i den roterande klonens konstruktion. Vakuumpumparna med klor är baserade på ett statiskt kompressionssystem. I motsats till roterande lober sker kompressionen internt genom volymminskning.
En klo-pump består av två rotorer. De vänder sig i motsatt riktning i ett kompressorhus utan att komma i kontakt med varandra och med mycket snäva mellanrum. De är synkroniserade via en precisionskugghjul. När klon rör sig över sugkopplingen och den axiella sugkanalen sugs gas in i kompressionskammaren. Gasen förkomprimeras i komprimeringskammaren och släpps sedan ut.
En skruvvakuumpumpump består av två parallella, skruvformade rotorer, en med högergänga och en med vänstergänga. Båda skruvarna vrider sig i kompressorhuset utan friktion och med mycket små avstånd.
De är synkroniserade via en precisionskugghjul. Kompressionshuset och skruvarnas speciella form bildar kompressionskamrarna. På grund av den motsatta rotationen av de båda skruvarna förstoras den kammare som är ansluten till sugporten och gasen transporteras in i kompressionskammaren. Därefter rör sig kammaren axiellt från sugsidan till trycksidan (pil).
I modeller med variabel stigning komprimeras gasen vid varje stegbyte och kyls innan nästa stegbyte, vilket ger högre effektivitet. På trycksidan flyttas kammaren mot den axiella husväggen och volymen minskas tills skruvens framsida öppnar tryckkanalen och den förkomprimerade gasen släpps ut genom tryckanslutningen. Kylningen sker med hjälp av en vattenkyld ytterkammare. För vissa pumpstorlekar kan ytterligare kylgas föras in i pumpen.
Mer om Skruvpumpar
Sidokanalblåsare har ett pumphjul som är monterat direkt på motoraxeln för en kontaktfri kompression. Gasen tas in genom inloppet. När gasen kommer in i sidokanalen ger det roterande pumphjulet gasen hastighet i rotationsriktningen. Centrifugalkraften i pumphjulets blad accelererar gasen utåt och trycket ökar.
Varje rotation tillför kinetisk energi, vilket leder till ytterligare tryckökning längs sidokanalen. Sidokanalen smalnar av vid rotorn och sopar bort gasen från pumphjulets blad och släpper ut den genom ljuddämparen i utloppet där den lämnar pumpen.
