Вакуумная техника

Вакуумная техника (англ. vacuum engineering) — технические системы и элементы для получения и поддержания вакуума, прикладная наука о них, техника осуществления вакуумных измерений, а также разработки, конструирования и применения вакуумных устройств. — подробнее тут

История развития вакуумной техники

Предшественником вакуум-насоса считается всасывающий насос, который был известен еще римлянам. Двойное действие всасывающего насоса была изобретена в Помпеях. Арабский инженер Аль-Жазары также описал всасывающий насос в 13-м веке. Он отмечал, что его модель была увеличенной версией сифону, который византийцы использовали для выгрузки греческого огня. Повторно всасывающий насос был сконструирован в Европе в 15-м веке.

Началом научного этапа в развитии вакуумной техники можно считать 1643 г., когда Торричелли впервые измерил атмосферное давление. Около 1650 года Отто фон Герике (Otto von Guericke) изобретает механический поршневой насос с водяным уплотнителем. Изучалось поведение различных систем и живых организмов в вакууме.

Наконец, в 80-х годах XIX века. человечество шагнуло в технологический этап создания вакуумных приборов и техники. Это было связано с изобретением ртутно-поршневого насоса в 1862 году и потребностью в вакуумировании со стороны нарождающейся електролампової промышленности. Начинают появляться такие вакуум-насосы: вращательный (Геде, 1905), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913); манометры: компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой (Г. Пирани, 1909), ионизационный (А. Бакли, 1916).

Классификация вакуум-насосов

Классификация насосов по параметрам

Область давлений, с которой имеет дело вакуумная техника, охватывает диапазон от 105 до 10-12 Па. Степень вакуума характеризуется коэффициентом Кнудсена, величина которого определяется отношением средней длины свободного пробега молекул газа к линейному эффективному размеру вакуумного элемента. Эффективными размерами могут быть расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами прибора.і.

Классификация насосов по конструктивному признаку

Турбомолекулярный насос в разрезе

В зависимости от принципа действия и конструктивных особенностей вакуумные насосы бывают механические и физико-химические.

  • Механические:
    • поршневые (в том числе ртутно-поршневые);
    • диафрагменные;
    • пластинчато-роторные (в том числе жидкостно-кольцевые);
    • винтовые;
    • конструкции Рутса;
    • золотниковые;
    • спиральные тому подобное.
  • Физико-химические:
    • магніторозрядні;
    • струйные;
    • сорбционные;
    • криогенные тому подобное.

Вакуум-насос: применение

Для получения того или иного вакуума нужны соответствующие вакуум-насосы или их комбинация. Выбор насоса определяется родом и количеством газов, пропускаемых насосом, диапазоном рабочих давлений насоса и его параметрами. Не существует такого вакуум-насосу, с помощью которого можно было бы обеспечить получение вакуума во всем диапазоне давлений с приемлемой эффективностью.

Поршневые вакуум-насосы

Поршневые вакуум-насосы широко применяются в химической промышленности в тех процессах, где требуется давление порядка 5 — 100 мм рт. ст. Эти насосы надежны в работе и просты в обслуживании и могут откачивать газы, содержащие капельную жидкость.

Вращательные масляные вакуум-насосы

Вращательные масляные вакуум-насосы довольно широко распространены в химической промышленности. Они применяются в тех случаях, когда необходимо создать давление порядка 0,5 — 0,001 мм рт. ст. Эти насосы могут использоваться и в качестве форвакуумных и для откачки больших объемов воздуха от атмосферного давления. Эти насосы могут применяться и в таких химических процессах, как сушка, дистилляция и др. В этом случае насос имеет специальный газобаластний устройство. Вращательные масляные вакуум-насосы требуют более тщательного ухода и не допускают попадания воды, водорастворимых кислот и щелочей в рабочую камеру насоса.

Пластинчато-роторные вакуум-насосы

Вращательные вакуум-насосы со скользящими пластинами применяются в основном для удаления основной массы воздуха или газа из производственных емкостей больших объемов, а также для создания централизованных систем предварительного разрежения на предприятиях химической промышленности. Вращательные вакуум-насосы с жидкостным поршнем широко распространены в химической промышленности. Эти насосы отличаются простотой устройства и обслуживания, долговечностью, могут применяться во всех процессах химической технологии, где требуется давление порядка 25-600 мм рт. ст. Они незаменимы в случае сжатия газов, не допускающих контакта со смазкой и занимаются при низкой температуре или легком іскроутворенні и для других специальных условий.

Пароежекторні вакуум-насосы

В основном используются в тех химических производствах, где требуется давление порядка 1-100 мм рт. ст. Насосы этого типа все больше применяются в химической промышленности. Отличительной особенностью этих насосов является то, что в них нет движущихся частей, основным рабочим механизмом является струя пара.

Диффузионные вакуум-насосы

Рабочим механизмом в них является струя паров ртути или масла. Применяются эти вакуум-насосы в основном в лабораторной практике для получения давления порядка 2×10-6 — 3×10-7 мм рт. ст. Также они могут работать при давлении предварительного вакуума порядка 1 мм рт. ст.

Ионные вакуум-насосы

Разработаны и применяются так называемые ионные насосы. Они отличаются тем, что для своей работы не требуют использования рабочей жидкости. Эти насосы применяются только при исследовательских работах и позволяют создавать давление порядка 1×10-6 — 3×10-8 мм рт.ст.

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика