Téma přednášky 1: „Mechanické vývěvy“

<img src=”https://techeiscatel.ru/images/vaclab4.jpg” />Poznámky k přednášce “Vakuová technologie”

Učitelka Koněv S.A.

Přednáška 1

téma: “Mechanické vývěvy”

Vak. čerpadlo – stroj (zařízení), který odebírá nebo absorbuje plyn a je určen k získání nebo udržení tlaku pod atmosférickým tlakem v čerpaných nádobách ve stanovených intervalech se známou velikostí a složením proudu plynu.
Existují tři třídy vakuových čerpadel:

• Mechanické VN. Jejich čerpací činnost je založena na pohybu plynu v důsledku mechanického pohybu pracovních částí čerpadla.
• Inkoustové VN. Na základě strhávání a odstraňování plynu proudem kapaliny, páry nebo plynu.
• Absorpce (sorpční nebo kryogenní) VN. Jsou založeny na absorpci pomocí procesů sorpce nebo kondenzace ionizovaného plynu, odpařování absorbérů nebo jejich ochlazení na kryogenní teploty.

Fáze vývoje VN:
1 c. př.n.l Heronův princip a Ktesiblovo vodní čerpadlo.
17. století Galileo vypočítal sílu strachu z prázdnoty.
1643 Toricelli – experiment se rtutí.
1650 Guerickeho experiment s hemisférami.
1895 Dumas získal vakuum kondenzací vodní páry.
1873 Lodyginská lampa.
1884 Marignani použil páry fosforu k udržení vakua v žárovkách.
1904 Dewar navrhl způsob vytvoření vakua pomocí aktivního uhlí chlazeného kapalným dusíkem.
1905 Gaede vynalezl první rotační mechanické čerpadlo.
1910 Gaede vynalezl molekulární pumpu.
1914-1916 Gede, Langmuir, Borovik postavil rtuťové difúzní čerpadlo.
1927 Berg – paro-olejové čerpadlo.
Termíny a definice:
Čerpací— snížení molekulární koncentrace plynu.
Rafinovaný plyn– plyn pod tlakem nižším než atmosférický.
Střední volná cesta— délka, kterou urazí molekula plynu od srážky do srážky s jinými molekulami plynu.
Pro vzduch:
Knudsenovo kritérium:
— charakterizuje režim proudění plynu.
— existuje normální nepřetržitý tok média, viskózní tok.
— režim přechodného toku.
— režim molekulárního toku.
— vodivost plynového systému.
Hlavní parametry vývěv:
Sн – rychlost činnosti vysokotlakého čerpadla, rychlost odčerpávání ve vstupní části.
Pвх – tlak ve vstupní části.
Růst – konečný zbytkový tlak.
Konečný zbytkový tlak— dosažený minimální tlak. ve standardním měření uzávěr instalovaný přímo na vstupu čerpadla pro libovolnou délku čerpání.
Průtok plynu— spotřeba plynu, ve které je množství plynu vyjádřeno jako součin tlaku plynu a jeho objemu.
Požadavky na průmyslová vakuová čerpadla:
Obecný požadavek spotřebitelů:
Dosažení dané rychlosti působení při nejmenších rozměrech, hmotnosti, ceně a složitosti čerpadla s konstrukcí zajišťující minimální provozní náklady.
Parametry destinace:

• rychlost působení nebo výkon čerpadla;
• rozsah pracovního tlaku;
• konečný zbytkový tlak;
• startovací tlak;
• jmenovité vrtání („Průměr průtokové části prvku vakuového systému, který určuje protilehlé rozměry podle současných norem“).

Phys. jevy ovlivňující provoz čerpadla:

• Provozní vlastnosti:
• Selektivita působení;
• pohyblivost spouštění a zastavování;
• schopnost pokračovat v práci v případě nehody

2. Ekonomické ukazatele
2.1. Spotřeba energie, vody, pracovní kapaliny, zkapalněného plynu, potřeba pomocných zařízení atd.
3. Ergonomické ukazatele:
Rychlost otáčení, hladina hluku, vibrace, tepelné podmínky atd.
4. Indikátory instalace:
Rozměry, hmotnost atd.
5. Urychlené odplynění přívodního potrubí ohřevem.
Technická úroveň se vyznačuje:
Konkrétní parametry:

• Specifická spotřeba materiálu, kg/(l/s);
• Specifické náklady na elektrickou energii kW/(l/s)
• Konkrétní nákladová cena RUB/(l/s)

Mechanické vakuové pumpy:
Klasifikace mechanických vývěv:

• Podle oblasti působení
• Nízký;
• střední;
• vysoké vakuum.
• Princip fungování
• objemový
• vysoká rychlost

Objemové mechanické VN čerpadlo, ve kterém se pohybu plynu dosahuje periodickou změnou objemu pracovní komory.
Vysokorychlostní čerpání VN. Jeho činnost je založena na přenosu impulsu do plynu z rotujícího oběžného kola ve směru čerpání.
3. Podle návrhu pracovních orgánů

• píst
• pl. rotační
• pl. stator
• šoupátkový ventil
• šroub
• dvourotorový
• tekutý kroužek
• axiální
• odstředivý
• Podle efektivity pracovního postupu

A. s plnou vnitřní kompresí (píst)
b. s částečnou vnitřní kompresí (šroub)
PROTI. bez vnitřní komprese (s externí kompresí)

• Podle stupně těsnosti pracovní dutiny
• s kontaktním těsnícím systémem (píst, deska)
• s bezkontaktním těsnícím systémem (dvourotorové, všechny axiální)

6. Způsobem mazání a těsnění mezer

• Naplněno olejem
• s periodickou s tukem
• se vstřikováním oleje
• s tv s tukem
• bez mazání (suchá komprese – nedochází k mazání v pracovní komoře)

• snižuje třecí sílu
• utěsňuje pracovní mezery
• termostatuje díly, vytváří teplotní režim.
• Způsobem chlazení
• s vodou
• se vzduchem

Nízké vakuové pumpy
Hlavní:

• píst;
• vícedeskový;
• vodní kroužek.