Спиральный насос создает вакуум в замкнутой системе безмасляным способом. Это экологичная и чистая альтернатива нагнетателям, использующим смазку в рабочей камере. Современные системы могут иметь производительность 35 куб.м/ч, создавая при этом вакуум глубиной до 0,02мбар.
Содержание:
- Общие сведения о спиральных вакуумных насосах
- Устройство спирального вакуумного насоса
- Принцип работы спирального вакуумного насоса
- Основные характеристики спиральных насосов
- Типы спиральных вакуумных насосов
- Виды спиральных вакуумных насосов
- Преимущества и недостатки спиральных вакуумных насосов
- Сфера применения спиральных вакуумных насосов
- Популярные бренды спиральных вакуумных насосов
Общие сведения о спиральных вакуумных насосах
Устройства являются примером класса форвакуумных насосов объемного действия. В конструкциях не используются масляные смазки, что и позволило называть их сухими или безмасляными спиральными насосами. Перекачиваемая среда не заполняется вредными парами.
Решения применяются в сферах, где предъявляют высокие требования к чистоте среды и безопасности создаваемого вакуума. Это справедливо для медицины, фармацевтики, исследовательских лабораторий и других отраслей.
Чтобы прибор работал с необходимой производительностью, требуется соблюдать минимальный зазор между движущимися деталями. Все элементы изготавливаются на высокоточных станках, что удорожает производство. Подвижные спирали же перед вводом в эксплуатацию тщательно балансируются, чтобы избежать посторонних вибраций.
Некоторые элементы считаются расходниками. Это касается подшипников и уплотнителей. Данные узлы стараются располагать в удобных местах, чтобы упростить обслуживание и ремонт вакуумного оборудования.
Спиральные насосы могут создаваться в стандартном или взрывозащищенном исполнении. Во втором случае детали обладают устойчивостью к агрессивным средам и справляются с повышенными нагрузками.
Устройство спирального вакуумного насоса
Спиральные вакуумные насосы имеют простую конструкцию и не предполагают применение запутанных узлов. Модели обладают одинаковым набором комплектующих:
- корпус, обеспечивающий герметичность и защиту от внешней среды;
- подвижная спираль;
- неподвижная спираль;
- силовой противовес;
- вал-эксцентрик;
- сильфонное уплотнение;
- уплотнители спиралей.
Все материалы и запчасти обязаны соответствовать нормам, сформированным в рамках многолетней эксплуатации вакуумных нагнетателей.
Корпус испытывает большие нагрузки в виде высокого давления. Поэтому его стенки делают довольно толстыми.
Подвижная спираль внутри корпуса расположена по вытянутой орбите. Неподвижная спираль жестко зафиксирована, а также защищена от вибраций. В центре находится нагнетательный канал. Силовой противовес уравновешивает вращающуюся спираль, так как ее головной участок значительно тяжелее осевого.
Вращающуюся спираль соединяет с двигателем вал-эксцентрик, выполняющий функции промежуточного звена.
Важную роль играет сильфонное уплотнение, которое обеспечивает герметичность рабочей камеры и предотвращает проникновение паров масла в откачиваемую смесь. Поэтому спиральный насос может считаться безмасляным.
Дополнительные уплотнители отвечают за защиту системы от утечек воздушной смеси. Они поддерживают высокий КПД, а также ускоряют откачку.
В некоторых моделях также предусматривается газобалластное устройство, помогающее создавать вакуум с определенными значениями разрежения.
Принцип работы спирального вакуумного насоса
Принцип работы спиральных насосов мало чем отличается от действия других типов форвакуумных нагнетателей. Внутри корпуса формируются полости, которые заполняет перекачиваемая среда. Происходит сжатие этой среды и ее выбрасывание через выхлопной клапан.
Спирали внутри расположены встречно друг другу. Вращаясь, они образуют между полостями серповидные полости, в которых сжимается газ. Как только спираль открывает доступ к выпускному отверстию, срабатывает затвор. Газ в это время выбрасывается наружу. Насос работает до тех пор, пока в откачиваемой области не образуется вакуум нужной глубины.
Основные характеристики спиральных насосов
Базовые характеристики спирального вакуумного насоса соответствуют главным параметрам любого другого нагнетателя:
- Скорость откачки. Определяет объем передвигаемого газа за некоторое время. Зависит от давления среды.
- Предельные показатели давления. Это касается давления на выходе насоса, а также глубины вакуума в откачиваемой области.
Типы спиральных вакуумных насосов
Агрегаты представлены в разных исполнениях. Используются эвольвентные спирали или спирали Архимеда, обладающие своими особенностями. Существуют решения с односторонней или двухсторонней компоновкой. Выбирая исполнение, стоит уделять внимание показателям производительности и возможности стабильной работы в конкретных условиях.
Виды спиральных вакуумных насосов
Все спиральные насосы делят на одноступенчатые и многоступенчатые. В первом случае конструкцией предусматривается одна пара спиралей, отвечающих за перенаправление и сжатие газовой среды. Для получения более высокого давления на выходе используют многоступенчатые решения, в которых среда последовательно сжимается в каждой ступени отдельно.
Преимущества и недостатки спиральных вакуумных насосов
К преимуществам этого типа нагнетателей принято относить:
- долговечность даже при высоких нагрузках;
- умеренные вибрации;
- низкий уровень шума во время работы;
- компактность;
- малый вес;
- отсутствие загрязнений перекачиваемой среды масляными парами;
- простое техническое обслуживание;
- большой диапазон создаваемых рабочих давлений;
- производительность;
- подойдет для перекачивания газовых смесей с большой вероятностью образования конденсата (в вертикальном положении);
- доступны устойчивые к агрессивным средам решения.
Также есть недостатки:
- высокая цена по сравнению с традиционными моделями масляного типа;
- ограничения по максимальной скорости откачивания среды;
- не подойдет для работы с взрывоопасными газовыми смесями;
- чувствительность к механическим включениям, которые могут нарушить целостность внутренних элементов, существенно снизив характеристики оборудования.
Сфера применения спиральных вакуумных насосов
Нагнетатели этого типа востребованы везде, где уделяется большое значение герметичности. Они очень часто встречаются в медицине, фармацевтике, биологической отрасли, химической промышленности. Отсутствие масляных паров в откачиваемой среде позволяет свести к минимуму все факторы, влияющие на лабораторные исследования.
Оборудование применяется в сфере производства лазеров, электронных микроскопов и герметичных камер. Без них не обойтись при изготовлении системы вакуумной очистки или организации производства полупроводниковой продукции.
Особенности спиральных аппаратов позволяют применять их в тех сферах, где использование нагнетателей других типов невозможно. В качестве примеров можно назвать камеры лазерной или электронно-лучевой сварки, шлюзы и загрузочные камеры.
Спиральные устройства применяют при подготовке форвакуумных установок, превращая их в ступень для турбомолекулярного насоса. Их можно использовать везде, где требуется создать относительно неглубокий вакуум без примесей масляной среды.
Популярные бренды спиральных вакуумных насосов
В продаже доступно много спиральных насосов от разных фирм. Есть как продукция иностранных брендов, так и отечественные решения. Проверенные и популярные марки:
Anest Iwata
Японский производитель вакуумного оборудования, создающий высококачественные долговечные аппараты. Все детали обладают повышенной износоустойчивостью, что позволило добиться впечатляющего ресурса всей конструкции. Аппараты этой марки не занимают слишком много места, а также практически не шумят при работе. Помимо классической линейки ISP для получения чистого безмасляного вакуума также доступна серия DVSL, рассчитанная на работу с мелкими частицами и паром.
Edwards
Известная компания из Великобритании, создающая малогабаритные спиральные системы, которые не требуют ремонта на всем сроке эксплуатации. Серия XDS предусматривает установку сильфона, защищающего подшипники от воздействия газовых смесей. А в линейке nXDS применяют инновационную технологию уплотнения спиралей, существенно увеличивающую срок службы изделия.
Agilent
Американская фирма, получившая известность в том числе благодаря спиральным насосам серий IDP и SH. Первая линейка объединяет компактные и быстрые нагнетатели, применяемые в качестве форвакуумных нагнетателей с турбомолекулярными системами. Серия SH использует особую технологию TriScroll, создавая максимально чистый вакуум, который может применяться для проведения сложных исследований в лабораторных условиях.
Leybold
Компания из Швейцарии, занимающаяся созданием универсальных систем безмасляной откачки. Под этим брендом выпускаются компактные высокопроизводительные аппараты, рассчитанные на непрерывную работу в течение долгого времени.
Busch
Один из самых известных немецких концернов, занимающийся разработкой спиральных насосов FO 0015А и 0035А. Это популярные модели, способные создавать чистый вакуум с предельным остаточным давлением до 0,02 мбар.
ERSTEVAK
Компания из России. Поставляет малогабаритные производительные спиральные агрегаты, отличающиеся неприхотливостью к обслуживанию. Внутренние части агрегатов покрыты особым PTFE-слоем, позволяющим использовать нагнетатели для перекачивания агрессивных смесей.
Подбирая вакуумный спиральный насос, стоит учитывать особенности его конструкции и показатели производительности. Если во время рассмотрения вариантов возникают какие-либо затруднения, лучше сразу посоветоваться с опытным консультантом.