Для того, чтобы в самых обычных условиях окружающей среды создать безвоздушную среду требуется полное устранение газов в вакуумной системе. Эти газы, как правило, содержатся в атмосферном воздухе, который размещен в самой емкости или камере. Иными словами, для того, чтобы добиться высочайшего вакуума, нужно провести разрежение атмосферы приблизительно на пятнадцать порядков. Провести данную процедуру можно было бы не только легко, но и чрезвычайно быстро, если бы поверхности камеры не имели бы никаких адсорбированных и растворенных газов. Периодическое выделение всевозможных газов вынуждает постоянно проводить откачивание в случаях, если высокий вакуум поддерживается исключительно в пределах камеры, к примеру, в области между удвоенными поверхностями термоса. После того, как было произведено откачивание, полностью закупоренное пространство обязательно должно содержать в себе какие-либо средства для последующего устранения всех присутствующих газов, таких, к примеру, как химически активные металлические пленки.
Навигация:
На данный момент существует несколько основных способов откачивания воздушных сред из всего пространства безвоздушной камеры:
1. Первый способ заключается в том, что газ можно устранить полностью при помощи кардинального преобразования объема газообразной среды с использованием насосов с возвратно-поступательными и вращательными движениями поршневых систем, вращающимися лопастями, шестернями, кулачками, шнеками с зацеплением, спиральными камерами и прочим.
2. Иной способ характеризуется тем, что осуществляется частичное выталкивание газа или передача ему импульса от максимально быстро движущихся роторов или турбины, а также высокоскоростной струи пара или жидкости, находящейся в постоянном движении (эжектора). В таких агрегатах задействуются всевозможные доступные способы перемещения газа, который сильно сплющивается и после этого выталкивается в атмосферную среду. Именно по данной причине такие типы насосов именуются не иначе как газоперекачивающие.
Трудоспособность других видов устройств, которые перечислены ниже, основывается на специальных физико-химических способах создания вакуумной среды, именно поэтому их именуют всепоглощающими. Герметичная среда может создаваться благодаря кардинальному понижению температурного режима, при котором газ может трансформироваться в твердый вид или вообще адсорбироваться поверхностью специального пористого материала. Газ легкоустраним из емкости благодаря обычной химической реакции, в ходе которой создается твердое тело. Далее газ проходит стадию ионизации и выталкивается из объема несколькими способами: благодаря воздействию агрессивных электромагнитных полей или при помощи внедрения молекул газа в твердую поверхность устройства благодаря чрезвычайно высочайшей скорости в поле высокого напряжения.
Само название аппарата «насос» уже говорит само за себя, поскольку его еще можно именовать иначе, как «компрессор для создания разреженной среды». А вот газопоглощающие насосы называют конденсаторами, поскольку так же существуют насосы для вакуумных прессов.
Как известно, крайне сложно изготовить такой аппарат для откачивания, который бы смог максимально эффективно работать в условиях трансформации плотности среды в районе пятнадцати порядков. Все приспособления, которые предназначены для качественного откачивания имеют установленные пределы давления или упругости, в которых они характеризуются эффективностью работы, габаритностью, массой, уровнем шума, ценой и прочим. Как правило, для получения высочайшего разреженного воздуха, необходимо использовать пару насосов, которые имеют различные принципы действия.
Такие изделия могут быть созданы в виде комбинации низковакуумных и высоковакуумных видов данного оборудования.
Первый вид задействуется для того, чтобы устранить внушительную часть газовой среды из емкости камеры. А вот второй вид нужен для поддержания этого герметичного состояния благодаря полному удалению газовой среды, которая возникает благодаря нескольким поверхностям. Именно поэтому два типа насосов трудятся в условиях вязкостного и молекулярного потоков.
В сравнении с самым обычным компрессором, который приходит в действие только при определенном уровне давления, газовый поток при герметичной среде отличается весьма внушительным объемом, незначительной массой, большими перепадами давления между откачиваемым объемом и внешней средой. Также важным условием можно назвать низкий перепад давлений внутри самой безвоздушной среды. Перетекание потока молекул создает определенные сложности, к примеру, отдельные молекулы внедряются в насос не под влиянием сниженного давления, а под действием своего привычного движения. Именно поэтому, в ситуации, когда молекулы отскакивают своей поверхности, они с одинаковой вероятностью могут перетекать как к самому аппарату, так и отдаляться от него.
Плюс к этому, возникает дополнительная сложность с откачиванием потока молекул. Это все обусловлено тем, что различно поведение молекул разных газовых сред, которые находятся в смеси. Из-за того, что нет столкновения между молекулами, откачивание не происходит при одинаковой частоте. А, наоборот, скорость может колебаться, начиная от слишком низкой и, заканчивая, очень высокой. Также важно отметить тот факт, что степени сжатия также могут быть самыми разными.
Из-за того, что нет градиентов давления, создается объемный поток чрезвычайно низких давлений, который протекает сквозь имеющиеся отверстия. При вязкостном режиме объемный поток возрастает в целых два раза и становится гораздо выше, чем молекулярный поток. В случаях, если диаметр отверстия гораздо меньше или прямо равняется средней протяженности свободного пути, то объемный поток в сравнении с понижением вязкостного потока, составляет всего лишь пару процентов. Именно поэтому проводимость каналов системы разреженной среды играет очень большую роль.
Процент проводимости, как правило, измеряется в литрах в секунду, однако, все же, гораздо правильнее было бы измерять ее именно в Торр на литр в секунду.
Оборудование с такой начинкой выглядит как устройство для перегонки газа при помощи создания кардинальной разницы натиска в рабочих плоскостях. Их можно свободно разделить на несколько основных типов по конструкции и главным особенностям рабочего процесса, наполненности и давления среды, в которой осуществляется необычайно сложнейший рабочий процесс.
Данные агрегаты уже давно нашли широчайшее применение во всевозможных областях человеческой деятельности, начиная от бытовых приборов и заканчивая тяжелейшим оборудованием, которое активно задействуется в металлургической промышленности. Также их используют в пищевой промышленности для того, чтобы создавать герметичные упаковки для продуктов питания. А вот в медицине они незаменимы для того, чтобы обеспечить жизнедеятельность. Химическая отрасль использует их для качественной перегонки и произведения сжатия веществ, а также в других сферах.
Также они используются в электронной и нефтехимической промышленности. Агрегаты могут применяться также как вполне самостоятельные устройства. А вот в качестве дополнительного оснащения они нужны для того, чтобы создавать разрежение окружающей среды.
Устройства имеют несколько распространенных типов конструкции:
1. Пластинчатые роторного типа.
Они нужны для того, чтобы перекачивать газ и различные парогазовые соединения. Главным принципом работы такого устройства можно назвать сжимание газообразной среды и дальнейшим ее выталкиванием под колоссальным натиском в отводящий патрубок. Сама система представляет собой поверхность с герметизацией, которая имеет правильную цилиндрическую форму, на которой вращается лопасть специальной конструкции. Он имеет слегка смещенный центр тяжести по оси вращения, а на самом роторе закрепляются двигающиеся лопасти, которые, при кружении, захватывают, сплющивают газ и выталкивают его в патрубок. Для того, чтобы создать великолепную герметизацию между составляющими лопастями и самим основанием, необходимо использовать масло, которое не пропускает рабочую среду, делая так называемую масляную пленку. Конечно, бывают устройства и сухого типа, чей принцип действия такой же.
2. Водокольцевые вакуумные.
Они активно используются самых разнообразных сферах промышленности, начиная от самых легких и заканчивая такой сложной, как производство металла и стали. Принцип действия состоит в перекачивании и фильтровании газа, а также его чистке от механических примесей. Сам агрегат имеет вид цилиндра с вращающимся ротором со специальной крыльчаткой. В рабочую емкость заливается жидкость и образовывается безвоздушное пространство. Далее газ направляется в сам насос, а ротор, приходя в действие начинает прижимать воду к стенкам сосуда. Вещество протекает сквозь жидкость и начинает накапливаться между лопастями крыльчатки. В процессе вращения, ротор подводит перекачиваемое вещество к патрубку, где он, пройдя сквозь воду, выходит наружу.
3. Мембранные вакуумные.
Они пригодны для активного использования в медицине, а также пищевой и других сферах деятельности. Довольно часто они выступают в роли составляющей детали различны механизмов. Система работоспособности данного вида оборудования проста, поскольку внутри него находится мембрана, после воздействия на которую происходит перекачивание рабочей среды. В менее мощных аппаратах его действие осуществляется благодаря стальному штоку. А вот в мощных, наоборот, при помощи направления потоков энергии от иного устройства.
4. Двухроторные.
Они начинают работать благодаря кручению обеих лопастей, которые расположились в виде восьмерки. Их система оснащена клапанами впускания и выпуска газа. Данный аппарат может отлично работать даже без использования масла.
5. Винтовые вакуумные.
Их работоспособность достигается за счет вращения вала, который, по принципу шнека, проталкивает жидкость к выходу. Помимо всего прочего, среди наиболее востребованных конструкций находятся диффузионные, турбомолекулярные, сублимационные, спиральные и бустерные насосы.
