Vákuová pumpa je zariadenie, ktoré používa rôzne metódy na vytvorenie, zlepšenie a udržanie vákua v uzavretom priestore. Možno ho definovať ako zariadenie alebo prístroj, ktorý vytvára vákuum evakuáciou nádoby pomocou mechanických, fyzikálnych, chemických alebo fyzikálno-chemických metód. S rozvojom vákuových aplikácií sa objavila široká škála vákuových čerpadiel s rýchlosťou čerpania v rozmedzí od niekoľkých desatín litra za sekundu až po stovky tisíc alebo dokonca milióny litrov za sekundu. Konečné tlaky (ultimátne vákuum) sa pohybujú od hrubého vákua po extrémne vysoké vákuum presahujúce 10-12 Pa.
Klasifikácia rozsahu vákua
|
Hrubé vákuum |
105-103Pa |
|
Nízke vákuum |
103-10-1Pa |
|
Vysoké vákuum |
10-1-10-6Pa |
|
Ultra{0}}vysoké vákuum |
10-6-10-10Pa |
|
Ultra{0}}vysoké vákuum |
<10-10Pa |
Klasifikácia vákuovej pumpy:
Na základe princípu ich fungovania možno vákuové vývevy vo všeobecnosti rozdeliť na dva typy: objemové vývevy a vývevy na prenos hybnosti.
Objemové čerpadlá využívajú cyklické zmeny objemu komory čerpadla na dosiahnutie sania a výfuku. Plyn sa stlačí pred výstupom z komory čerpadla.
Čerpadlá na prenos hybnosti (molekulárne vákuové vývevy) používajú na prenos hybnosti do plynu alebo molekúl plynu vysokorýchlostné{0}}rotujúce lopatky alebo vysokorýchlostné{1}}prúdy, pričom plynule prenášajú plyn zo vstupu čerpadla do výstupu. (Uvedené v samostatnej časti.)
Objemové čerpadlá sa ďalej delia na piestové, rotačné (rotačné lopatky, posuvný ventil, kvapalinový krúžok, Roots, skrutkové, zubové rotory) a ďalšie typy.
Rozsah pracovného tlaku rôznych vákuových čerpadiel
|
Typy vákuových čerpadiel |
Rozsah pracovného tlaku (Pa) |
|
Piestové vákuové čerpadlo |
1×105-1.3×102 |
|
Rotačná lopatková vákuová pumpa |
1×105-6.7×10-1 |
|
Krúžková vákuová pumpa na kvapalinu |
1×105-2.7×103 |
|
Rootsova vákuová pumpa |
1.3×103-1.3 |
|
Pumpa na ejektor pár |
1×105-1.3×10-1 |
|
Olejové difúzne čerpadlo |
1.3×10-2-1.3×10-7 |
|
Titánové sublimačné čerpadlo |
1.3×10-2-1.3×10-9 |
Špecifikácie a modelové znázornenie vákuových čerpadiel
Domáce modely mechanických vákuových čerpadiel sú zvyčajne označené čínskymi fonetickými písmenami. Čínske fonetické písmeno označuje typ pumpy; číslo pred písmenom označuje počet etáp, pričom pri jednostupňových-modeloch je vynechaná „1“; a číslo za pomlčkou za písmenom udáva rýchlosť čerpania (L/S).
Porovnávacia tabuľka modelov domácich vákuových čerpadiel
|
Model |
Meno |
Režim |
Meno |
|
W |
Piestové vákuové čerpadlo |
H |
Vákuová pumpa s posuvným ventilom |
|
WY |
Piestové čerpadlo s pohyblivým ventilom |
YZ |
Trochoidná vákuová pumpa |
|
WL |
Vertikálne piestové čerpadlo |
ZJ |
Rootsova vákuová pumpa |
|
SZ |
Vodné kruhové čerpadlo |
X |
Rotačné lopatkové vákuové čerpadlo |
|
SZB |
Konzolové vodné kruhové čerpadlo |
F |
Molekulárna vákuová pumpa |
|
SZZ |
Priamo{0}}pripojené vodné kruhové čerpadlo |
XZ |
Rotačné lamelové čerpadlo-s priamym pohonom |
Bežná technológia vákuovej pumpy
Skrutkové čerpadlá:
Skrutkové čerpadlá využívajú ozubený prevod na synchronizáciu proti{0}}otáčajúcich sa, záberových, bez{1}}dotykových ľavých a pravých skrutiek, ktoré sa otáčajú vysokou rýchlosťou. Puzdro čerpadla a zaberajúce špirály rozdeľujú špirálové drážky do viacerých oddelení, ktoré tvoria viacero stupňov. Plyn sa prepravuje v každej z rovnakých drážok (valcových, s rovnakým stúpaním) bez kompresie. Plyn stláča len špirálovitá štruktúra na samom konci skrutky. Medzi stupňami závitovky sa vytvára tlakový gradient, ktorý rozdeľuje tlakový rozdiel a zlepšuje kompresný pomer. Vôle medzi komponentmi a otáčky čerpadla výrazne ovplyvňujú výkon čerpadla. Pri navrhovaní vôlí medzi skrutkovými komponentmi je potrebné vziať do úvahy rozťažnosť, presnosť obrábania a montáže a prevádzkové prostredie (ako je čerpanie{8}}plynov s obsahom prachu).