Kaba vakum pompalarının temel çalışma ilkeleri 11 Şubat 2021
Kaba vakum pompaları (diğer adıyla ön vakum, birincil vakum) atmosferik basınca çıkaran pompalar olarak tanımlanır. Bunlar ayrıca ikincil pompaları desteklemek veya çalışmaları için başlangıç koşullarını sağlamak için de gereklidir. İki tip kaba vakum pompası vardır:
Scroll, vida ve diyaframlı pompalar gibi kuru çalışan destek pompaları.
Döner paletli pompalar gibi yağ sızdırmaz pompalar.
Bu blog yazısında, yaygın kaba vakum pompalarının temel çalışma ilkelerini inceleyeceğiz.
Diyaframlı Pompalar
Diyaframlı pompalar düşük vakum aralığında çalışır ve tek kademeli olarak yüksek sıkıştırma oranları elde etmez. Atmosferden düşük mbar aralığına kadar standart bir çalışma aralığı üretebilirler.
Bu kaba vakum pompaları, bir çubukla ileri ve geri hareket ettirilen bir diyafram kullanır. Bu salınımlı hareket pompalanan malzemeyi sıkıştırır ve valfleri etkinleştirir. Gaz daha sonra bir giriş valfinden içeri hareket eder ve diyafram geri hareket ettiğinde valf kapanır ve gaz çıkış valfinden dışarı atılmadan önce basınçlandırılır.
Diyafram ve valfler genellikle politetrafloroetilenden (PTFE) yapılmıştır, bu da onları aşındırıcılara karşı dirençli ve buhar hasarına karşı daha az hassas hale getirir. Diyaframlı pompalar tasarımları gereği "kuru" olduğundan hidrokarbonsuz vakum sağlarlar. Diyaframlı pompaların bakımı kolaydır ve birçok gaz ve laboratuvar kimyasalının pompalanması için uygundur. Ayrıca yağ kullanmadıkları için işletim ve bakım maliyetleri (diyafram değişimleri) nispeten düşüktür.
Çok kademeli Roots pompalar
Çok kademeli Roots pompaları, "kuru" koşullar oluşturmak için düşük, orta, yüksek ve ultra yüksek vakum sistemlerinde kullanılan kuru vakum pompalarıdır. Tek bir Roots pompa kademesinin basınç farkı sınırlamalarının üstesinden gelmek için bir dizi Roots pompa kademesini birleştirirler.
Atmosferik basıncı düşük 10-2 mbar aralığına kadar sıkıştırabilirler ve scroll pompalara (partikülsüz pompalamanın gerekli olduğu yerlerde) kuru pompalama alternatifidirler.
Çok kademeli bir Roots pompası sekiz kademeye kadar oluşabilir ve (ortak bir mil üzerinde) birden fazla rotor seti kullanabilir. Rotorların geometrisi sıkıştırma oluşturur, bu nedenle her kademe kademeli olarak daha yüksek basınç üretir. Bu şekilde, alt kademenin ürünü sonraki üst kademe için "besleme gazıdır" (ancak herhangi bir bağlantı valfi yoktur). Kompakttırlar ve sıfır temaslı parça içerdikleri için çok az aşınmaya ya da hiç aşınmaya maruz kalmazlar. Bununla birlikte, montaj süresi genellikle daha uzundur ve tedarikçiler daha yüksek servis maliyetleri talep edebilir.
Oluşturulan iyonlar daha sonra titanyum katot plakasını bombardıman eder ve moleküler/gaz iyonlarının pompalanması implantasyon (fizyosorpsiyon) yoluyla gerçekleşebilir. Bombalama, katot ızgarasından titanyum atomlarının püskürtülmesine neden olarak püskürtülmüş filmin çevresindeki yüzeylerde tortulara yol açar. Bu film, gettering (yani gaz moleküllerinin kimyasal emilimi) yoluyla pompalamayı sağlar.
Spiral Pompalar
Spiral pompalar, geleneksel olarak düşük (yani 1000 mbar ila 1 mbar) ve orta (1 mbar ila 10 -3 mbar) basınçlı sistemlerde kullanılan az sayıdaki pompalardan biridir ve yine de yüksek ve ultra yüksek (yani 10 -3 ila 10 -12 mbar) basınçlı vakum sistemlerinde sıklıkla yardımcı pompa olarak kullanılmaktadır.
Scroll pompalar, scroll grubunun merkezinde bir çıkış valfi bulunan bir vakum muhafazası içinde iki adet sargılı spiral şekilli scroll'dan oluşur. Bir spiral sabitken diğeri ("döner çark") dönmeden diğerine karşı eksantrik olarak hareket eder. Gaz, spirallerin açık (dış) ucuna girer ve spirallerden biri yörüngede dönerken scroll'lar arasında sıkışır. Daha sonra, gaz tarafından işgal edilen boşluk iki spiral arasında "sıkıştırılıp taşınırken" gaz merkeze taşınır.
Bu nihai gaz "sürtünmesi" merkeze doğru hareket ettiğinde, işgal ettiği hacim azalır ve sıkışmış gaz, muhafazanın merkezindeki bir çek valf aracılığıyla basınç altında dışarı atılana kadar sürekli olarak sıkıştırılır. Hazne içinde bulunan hareketli parçaların hiçbiri yağlama gerektirmese de, PTFE uç contaları aşınır ve periyodik olarak değiştirilmesi gerekir.
Döner Kanatlı Pompalar
Döner paletli pompalar ıslak pozitif deplasmanlı pompalardır, "ıslak" terimi pompanın sızdırmazlık ve yağlama için yağ kullandığı anlamına gelir.
Bu pompalar, atmosferden yaklaşık 10-4 mbar aralığına kadar bir basınç aralığında çalıştığından, her türlü orta ve yüksek vakum pompası için ideal destek pompaları olarak kabul edilir. Yağ sızdırmaz çalışma bazı uygulamalar için bir dezavantaj olsa da, yağın kullanılması daha yüksek sıkıştırma oranlarını, daha iyi bir dahili soğutma davranışını kolaylaştırır ve pompanın kire, toza ve kondense karşı dirençli olmasını sağlar.
Yağ sızdırmaz döner paletli pompada (veya kuru palet mekanizmasında), paletlerle donatılmış bir ofset rotor, bir statör odası içinde muhafazanın içine ve dışına kayar (yani temas halinde). Kanatlar döner ve pompanın giriş portundan giren bir miktar gazı tutar, bu da rotor ve statör arasındaki hacmi azaltır. Ortaya çıkan sıkıştırılmış gaz çıkış portundan atmosfere çıkar.
Vidalı pompalar
Vidalı pompalar, önemli miktarda toz ve kondens üreten çok çeşitli endüstriyel uygulamalar için uygundur. Rotorlarının vidaları arasındaki hacimde gazı hapsetmek için ters dönen vidalı rotorlar kullanırlar. Vidalar döndükçe bu boşluk azalır, gazı sıkıştırır ve çıkış portuna doğru hareket ettirir. Ayrıca sıklıkla Roots pompaları için ön vakum pompaları olarak da kullanılırlar.
Vidalı pompaların birçok önemli yönü vardır: iki döner vida arasındaki mikro boşluğa rağmen temas parçaları yoktur ve yağlamaya gerek yoktur. Sonuç olarak, pompalanan ortamda kirlenme olmaz. Ayrıca, döner aşınma minimum düzeydedir, partiküllere karşı yüksek toleransa sahiptir ve yüksek pompalama hızları ve düşük en yüksek basınçlar kullanırlar.
Ancak hafif gazların pompalanması için daha az uygundurlar ve düşük pompalama hızlarına düşürülemezler. İşletim maliyetleri ve bakım gereksinimleri de nispeten düşüktür.
Uygulamanız için doğru kaba vakum pompasını seçme
İlgili yazılar
