На что следует обратить внимание при выборе вакуумных насосов?

Любому, кто не имеет углубленного знания или понимания насосов, может показаться, что создание вакуума - это просто вопрос “подключения насоса”, его пуска и ожидания, пока вакуум не упадет до требуемого уровня. Но реальность такова, что этот процесс требует гораздо большего. Вакуумные насосы используются для удаления молекул воздуха или газа из герметичного объема, создавая таким образом вакуум. Уровень вакуума можно регулировать, например, с помощью технологического газа при определенном давлении. Правильный выбор вакуумного насоса требует не только правильного понимания необходимого уровня вакуума и области применения, но и понимания технологических условий, рабочего диапазона, а также преимуществ и ограничений каждого конкретного типа вакуумного насоса.

Уровень вакуума

Выбор насоса в большой степени зависит от уровня вакуума, который необходимо достичь. Как правило, различные диапазоны давления в вакуумной технологии определяются следующим образом:

• Низкий вакуум (от 10,3 мбар до 1 мбар)
• Средний вакуум (от 1 мбар до 10^-3 мбар)
• Высокий вакуум (от 10^-3 мбар до 10^-7 мбар)
• Сверхвысокий вакуум (от 10^-7 мбар до 10^-12 мбар)

В низком и среднем вакууме большинство молекул газа находятся в объеме вакуумной камеры, тогда как в сверхвысоком вакууме (UHV) большинство оставшихся молекул будут находиться на стенках камеры или внутри них соответственно. Таким образом, для различных диапазонов вакуумного давления потребуются различные насосные технологии.

Также важно учитывать, идет ли речь о снижении давления до требуемого уровня или о поддержании давления, пока в вакуумную систему вводятся определенные газовые нагрузки (например, по технологическим соображениям). В то время как некоторые вакуумные насосы оптимизированы для процессов откачки (но могут испытывать трудности при высоких нагрузках технологического газа), другие более способны справляться с высокими нагрузками газа.

В зависимости от требуемого уровня вакуума может потребоваться сочетание различных типов вакуумных насосов. Первичные вакуумные насосы, то есть те, которые работают в диапазоне низкого и среднего вакуума, выпускают газы в атмосферу и могут работать изолированно. Их еще называют фоорвакуумными насосами. Насосы высокого и сверхвысокого вакуума, такие как турбонасосы и диффузионные насосы, должны работать с форвакуумным насосом или работать с ним, чтобы создать уровень вакуума, при котором они могут работать. Ионный, не испаряющийся геттер и крионасосы нуждаются в первичной откачке, а затем в периодической поддержке форвакуумного насоса (например, на этапах реактивации или процесса регенерации).

Влияние технологического процесса на вакуумный насос

Выбор насоса различается в зависимости от области применения и откачиваемой среды. Например, пластинчато-роторные насосы подходят для широкого спектра применений с низким и средним вакуумом, включая исследования и разработки, аналитические приборы, промышленные работы и нанесение покрытий, сублимационную сушку, технологическое проектирование и многое другое. Использование масла в качестве герметика и охлаждающей жидкости обеспечивает очень хорошую производительность откачки и пригодность для многих применений, в том числе там, где могут присутствовать грязь, пыль или конденсат.

Спиральные насосы, с другой стороны, обеспечивают вакуум без содержания углеводородов за счет сжатия газов с помощью двух спиралей, вращающихся эксцентрично друг относительно друга. Это приводит к низким затратам на эксплуатацию и техническое обслуживание. По сравнению с пластинчато-роторными насосами, применение спиральных насосов в основном ограничено технологическими процессами, который должен быть без пыли или грязи.

Учитывая это, необходимо внимательно оценить влияние области применения на выбранный вакуумный насос, а также потенциальное влияние:

• пыль или мусор от процесса;
• агрессивные газы или смеси в присутствии водяного пара, такие как хлор;
• высокая пропускная способность газа;
• частые выбросы;
• механические перемещения/ удары;
• вибрации;
• нагрузка теплового излучения на насос (во время выпечки или с помощью испарителей);
• излучение (например, рентгеновские лучи);
• магнитные поля.

Влияние вакуумного насоса на технологический процесс

Оценка влияния вакуумного насоса на сферу применения или технологический процесс не менее важна. Существует несколько переменных, которые могут повлиять на выбор между различными типами вакуумных насосов, включая, но не ограничиваясь ими:

• выбросы масла или углеводородов;
• вибрация, создаваемая насосом;
• уровень шума;
• магнитное поле, создаваемое насосом;
• выброс частиц;
• тепловыделение;
• потребление энергии.

Возвращаясь к приведенным выше примерам устройств, пластинчато-роторные насосы находятся в невыгодном положении, поскольку они не могут создавать вакуум без углеводородов из-за выбросов масла. С другой стороны, спиральная технология, хотя и способна создавать вакуум без углеводородов, сопряжена с риском выброса частиц из-за износа уплотнений на вала.

Капиталовложение и техническое обслуживание вакуумного насоса

Помимо учета того, что необходимо достичь, следует оценить первоначальные капитальные затраты, эксплуатационные расходы и потребность в техническом обслуживании. Взяв в качестве примеров две технологии высоковакуумных насосов, турбомолекулярные насосы (ТМН) и масляные диффузионные насосы, справедливо будет отметить, что первоначальные затраты на ТМН обычно будут значительно выше по сравнению с масляным диффузионным насосом. Однако, учитывая стоимость владения в течение пятилетнего периода, масляные диффузионные насосы могут стоить дороже из-за более высоких затрат на электроэнергию и техническое обслуживание. Для некоторых продуктов экономические преимущества могут быть связаны с определенным размером насоса / классом производительности.

Какие существуют типы вакуумных насосов?

Существует две классификации вакуумных насосов. Форвакуумные (первичные) насосы откачивают воздух непосредственно от атмосферного давления (такие как пластинчато-роторные, спиральные, мембранные, винтовые и многоступенчатые насосы Рутса) и вторичные насосы (высоковакуумные), для которых требуется использование форвакуумного насоса для непрерывного поддержания их работы (турбомолекулярные насосы и диффузионные насосы) или для откачки до давления, при котором могут начать работать ионно-геттерные, титаново-сублимационные, не испаряющиеся геттерные и криогенные насосы. Бустерные насосы Рутса часто комбинируются с первичными насосами (форвакуумными), образуя «первичную» пару насосов, но строго классифицируются как вторичные насосы.

Для эффективного создания вакуума требуется представление о потребностях и различных типах существующих вакуумных насосов. Выбор неправильного насоса может привести к дорогостоящей ошибке и потенциально нанести ущерб вашей работе.

В нашем интернет-магазине вы можете купить вакуумное оборудование российского производства и от лучших мировых производителей: Busch, Leybold, DVP, Becker, VARP, KyKy, SHI Cryogenics, KINNEY, CVI Torr Master, Вакуумтех и другие. В каталоге представлены все самые востребование типы вакуумных насосов, необходимые практически во всех областях промышленности, в медицине, для научных и лабораторных исследований. Мы работаем с производителями без посредников и поставляем оборудование напрямую. Что позволяет обеспечивать стабильные поставки и сравнительно невысокую стоимость вакуумного оборудования на российском рынке.