Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Все что нужно знать о вакуумных насосах для откачки воздуха

Все что нужно знать о вакуумных насосах для откачки воздуха

Изобретение вакуумных насосов дало человеку возможность справляться с достаточно специфичными нетривиальными задачами. За довольно короткий период их произвели в огромных количествах. Сейчас вакуумные насосы чрезвычайно распространены и используются для решения огромного количества задач.

Сухой вакуумный насос для откачки воздуха и газов

Сухой вакуумный насос для откачки воздуха и газов

В данной статье будут рассмотрены устройства для откачки воздуха с помощью вакуума. Вы узнаете принцип их работы, особенности конструкции, а также познакомитесь с наиболее распространенными видами вакуумных насосов.

Проверка насоса на «сухой вакуум»

При проявлении такого рода условия, вакуумную концепцию следует испытать на содержание «сухого вакуума». Это очень важно для нахождения последующих операций, сопряженных с возобновлением трудоспособности приспособления. В первую очередность следует закрыть все затворы и вентили на самом устройстве, зачем привести в действие двигатель с целью нагнетания в середине насоса требуемой степени давления.

Допустимая норма снижения разрежения внутри вакуумного приспособления является 13 кПа, однако, в случае если данный предел превышен, то насосу непременно понадобится обслуживание. Уменьшить расходы на возобновление работы приспособления легче, в случае если у пользователя еще сохранилась гарантия, согласно которой изготовитель попросту сделает гарантийное обслуживание либо целиком поменяет вакуумнасос на другой. В противном случае, понадобится приглашение профессионалов в данной сфере, сумма оплаты работы которых непосредственно зависит от трудности неисправности.

Причины поломки

Часть неисправностей вакууматора связана с естественным износом деталей. Но порой техника не создает вакуум по другим причинам. Для начала стоит убедиться в том, что устройство действительно неисправно, а не страдает от ваших собственных действий.

Поврежденный или слишком тонкий пакет

Очень распространена ситуация, когда вакуум не создается из-за того, что выбранный для упаковки пакет не соответствует требованиям производителя. Некоторые изготовители, например, «Цептер», настаивают на использовании только собственных расходных материалов, потому что они имеют особую структуру. Другие рекомендуют определенную толщину и габариты пленки.

Тонкие пакеты опасны по двум причинам. Во-первых, они очень легко повреждаются или прямо в момент запаивания, если внутри есть острые элементы (кости, чешуйки, черешки плодов). Во-вторых, могут разгерметизироваться в момент приготовления или заморозки. В результате кислород получит доступ к продуктам, и они испортятся раньше времени. Слишком толстые пакеты плохо сжимаются и с трудом запаиваются.

Вакуумный упаковщик не откачивает воздух – что делать

Неправильная установка пакета

Если вы положили в пакет слишком мало продуктов или разместили его слишком далеко от запаивающей планки, это может стать причиной сбоя в работе вакууматора. Дело в том, что в момент откачки воздуха стенки пакета могут слипнуться, а за ними останется крупный воздушный пузырь. Если же часть пакета окажется за пределами камеры, он может лопнуть. Поэтому очень важно размещать пакет на рекомендуемом расстоянии от планки.

Проблемы с уплотнителем

Герметичность рабочей камеры обычно зависит от уплотнителя. Если где-то образуется отверстие или даже небольшая трещина, создать высокий уровень вакуума будет невозможно, ведь воздух будет постоянно поступать извне. Как понять, что проблема заключается в уплотнителе? Для начала осмотрите его. Если необходимо, очистите от загрязнений – иногда в зазор между стеклом и уплотнителем попадает крошка. Наличие повреждений – повод обратиться в сервисный центр.

Неисправность насоса

Если вы пренебрегали правилами ухода за техникой, не осушали масло, не производили его замену (особенно важно для профессиональных и полупрофессиональных моделей), рано или поздно мощность насоса упадет. Вы сразу заметите разницу по наличию остатков воздуха в пакетах для вакуумирования. Если у конкретной модели имеется отвод для вакуумирования контейнеров, в падении мощности можно убедиться, слегка (не полностью) прикрыв свободный конец трубки при работающем моторе. Движение воздуха практически не будет ощущаться. На неполадки может указывать и наличие нехарактерных шумов – свиста, щелчков и так далее. Если вы заметили эти симптомы, не стоит использовать прибор.

Читайте так же:
Как отремонтировать якорь болгарки

К сожалению, дальнейшая диагностика своими силами невозможна: для тестирования насоса необходим вакуумметр, а этот прибор очень редко имеется в домашней коллекции инструментов. К тому же, если проблема именно в насосе, вы не сможете провести его ремонт. Лучше сразу обратиться в сервисный центр или частному мастеру.

Ключевые слова

Достоинства, недостатки и неоспоримые преимущества высокоскоростных (около 500 км/ч) технологий маглев, реализуемых в естественных условиях окружающей среды, особенно их бо́льшая надежность по сравнению с традиционной высокоскоростной рельсовой (ВСР) технологией, достаточно подробно рассмотрены и убедительно обоснованы в работах отечественных и зарубежных исследователей [2, 3].

Но, даже при применении технологии маглев, по мере роста скорости движения ТС квадратично возрастает аэродинамическое сопротивление, и при достигнутых уже сейчас рекордных скоростях движения порядка 617 км/час основная часть возрастающей как куб скорости мощности привода ТС вынужденно затрачивается на его преодоление, также определяя пределы применимости даже и этой более прогрессивной технологии.

Одним из наиболее эффективных решений данной проблемы является использование преимуществ принципиально новой транспортной концепции – «Evacuated tube transport technology» ET3 [1]. Концепт путепроводов «Evacuated tube transport technology» ET3 или, в переводе, «Вакуумно-трубопроводной транспортной технологии» «ВТ3» является примером энергоэффективной конвергенции вакуумной и особенно магнитолевитационной и сверхпроводниковой технологий для наземного транспорта, позволяющих ему в потенциале достигать скорости движения ТС более 1000 км/ч, а в перспективе – порядка 6000 км/ч, при высокой пропускной способности магистрального вакуумированного магнитолевитационного путепровода ЕТ3, приемлемой стоимости перемещения пассажиров и грузов и невысоких затратах энергии в комбинации с новыми перспективными криогенными и низкотемпературными оптоволоконными технологиями.

Основополагающая идея вакуумной транспортной системы указывает на очевидный способ снижения, а в идеале, полного избавления от аэродинамического сопротивления. Теоретически, это дает нам возможность реализовать, в совокупности с магнитным подвесом ТС, недостижимые до того скорости перемещения наземного транспорта.

Здесь возникает вопрос – насколько глубоким должен быть вакуум в путепроводе? Подавляющее большинство разработчиков проектов вакуумного транспорта рассматривают движение экипажа ТС в путепроводе значительного размера (диаметром более 2,5 м) с глубоким (10 Па и меньше) вакуумом, и с соизмеримыми значительными габаритами ТС. Проблема в таком подходе состоит в том, что на практике все оказывается не так радужно. Считается, что невероятно трудно создать и поддерживать глубокий вакуум в емкостях объемом с комнату, что же можно тогда говорить о трубопроводах длиной сотни и тысячи километров. Транспортный трубопровод будет включать в себя определённую номенклатуру элементов инфраструктуры: множество шлюзов с большим количеством ворот-затворов, определённое количество кранов, фланцев, вспомогательных люков, каналов и т.д.

Кроме того, исследования, проведённые специалистами [1] показали, что кроме пропорционального увеличения потерь энергии на преодоление аэродинамического сопротивления движению ТС, стоимость создания инфраструктуры и самого путепровода также возрастает в третьей степени с ростом его диаметра. Поэтому основным начальным моментом оптимизации вакуумного транспорта является разумная минимизация диаметра самого ТС и вакуумируемого путепровода. По оценке [1] оптимальный диаметр ТС составляет 1300 мм. При значительном отклонении от него «плата», например, за обеспечение повышенного комфорта пассажиров ТС, может стать неоправданно высокой. Поэтому проведенные ниже оценки отнесены к оптимальному диаметру ТС в районе 1300 мм.

Читайте так же:
Как сделать самодельный пулевизатор

Разрабатывая вакуумную транспортную систему чрезвычайно важно на самом начальном этапе определиться с требованиями к необходимой и достаточной степени разрежения в транспортном тоннеле. Основным критерием разумно принять баланс требуемых затрат энергии на создание и поддержание вакуума и энергии на преодоление аэродинамического сопротивления. Кроме того, важно учитывать стоимость оборудования необходимого для создания вакуума требуемой величины и непрерывной компенсации возможного натекания.

Вакуум при производстве CPU. Зачем он нужен? Разбор

Сложно ли наклеить пленку на экран телефона? В целом, процедура то довольно простая — протер экран и быстро наклеил пленку! Но как же много пленок оказалось в помойке из-за маленьких частичек пыли, которые оказались между экраном и пленкой, при этом образовав отвратительный маленький пузырик воздуха!

Уверен, что такая ситуация знакома очень многим зрителям нашего канала. И мы тут говорим о том, чтобы просто наклеить пленку на телефон.

А теперь представьте, что вам надо нанести слой всего в несколько нанометров! Или нанести на кремниевую пластину рисунок будущего процессора с помощью экстремальной УФ литографии! Тут дело уже не только в пыли: любая неточность уже критична!

Чтобы не было дефектов должна быть идеальная чистота и абсолютно контролируемые условия. Как же это достигается? Как сделать условия осаждения контролируемыми? Это действительно сложная задача и частично ей занимается область под названием Вакуумная техника!

Что такое вакуум?

Давайте для начала поймем, что такое вакуум, что такое давление газа и как они связаны?

Представим себе стеклянную камеру идеально изолированную от внешней среды, где давление воздуха внутри такое же как снаружи, то есть 1 атмосфера. Что это значит?

Газ — это такое состояние вещества, когда молекулы движутся в каком-то объеме свободно, при этом занимая весь доступный объем. Эти молекулы газа находятся в постоянном и хаотичном движении — они как бешенные летают туда-сюда и сталкиваются друг с другом.

Но не только между собой — они еще и сталкиваются со стенками нашего стеклянного сосуда! Когда одна молекула стукается о стенку, то ничего особенного не происходит, но вот когда этих молекул много, то эти триллионы столкновений становятся уже существенными! Это и есть давление газа.

Я просто напоминаю что в одном кубическом метре газа при атмосферном давлении примерно 1 атм — это 2 на 10 в 25 степени молекул газа!

Вот столько: ≈ 26 875 000 000 000 000 000 000 000

Но когда эти столкновения внутри сосуда и снаружи равны, то это и значит что давление одинаковое! Столкновения снаружи и внутри друг друга компенсируют!

Но вот мы начинаем этот газ откачивать из нашей колбы и в идеальном случае, в идеальном вакууме, откачиваем до тех пор, пока газа в этом сосуде совсем не остается, то есть убрали все молекулы из объема.

При этом давление внутри стало равно нулю, а снаружи молекулы все также стукаются о внешние стенки нашей колбы, то есть наше стекло начинает сжиматься, потому что разница давления стала равна 1 атмосфере! Или равно примерно 1 кг на 1 квадратный сантиметр!

И если этот сосуд достаточно крепкий, то он выдержит это давление, а если нет, то происходит взрыв…

Также справедливо и обратное — если накачать слишком много газа в объем, то он может не выдержать, прямо как воздушный шарик с гелием, который надули слишком сильно. В общем, тут то мы и приходим к тому, что такое вакуум — это среда, где газа сильно меньше чем в атмосфере, то есть давление сильно меньше, чем атмосферное!

Читайте так же:
Как установить мебельные стяжки

Зачем нужен вакуум?

Ну а зачем вакуум вообще нужен и при чем тут производство процессоров?

Дело в том, что при производстве нужны минимальные загрязнения и максимальный контроль. Да и для того, чтобы вообще многие процессы из нашей святой троицы осаждения, травления и литографии работали — необходимы низкие давления.

Если вы помните, то вакуум нужен для электронных микроскопов и для гигантских установок экстремальной ультрафиолетовой литографии, ведь ультрафиолетовое излучение рассеивается в воздухе, как и луч электронов в электронном микроскопе.

Не говоря уж о научном оборудовании, которое может выглядеть как-то так. Внутри всех этих железяк нужно создать очень низкое давление.

Вообще идеальным примером тут может служить обычная лампа накаливания. Внутри первых ламп был вакуум! То есть инженеры пытались максимально продлить срок службы вольфрамовой нити, максимально избавив ее от любого газа, с которым она может взаимодействовать!

Современные же лампы накаливания заполнятся избыточным инертным газом, то есть таким газом, который с Вольфрамовой нитью не взаимодействует.

Поняли к чему я клоню?

Это и есть создание контролируемых условий для проведения определенных процессов. Сначала из колбы убрали воздух со всей той гадостью, которую он в себе несет: с грязью, пылью и самое главное — убрали кислород. Ведь именно он реагирует с Вольфрамом, и при нагреве нить просто сгорит.

Так вот при производстве процессоров надо сделать тоже самое — надо либо полностью убрать любой газ, а в особенности кислород из объема, либо сначала убрать, а потом заполнить рабочий объем специальным газом!

Просто представьте, когда мы говорим о транзисторах размером в пару десятков нанометров — любая, даже самая маленькая частичка пыли, может испортить тысячи транзисторов.

Тут кстати вакуум играет не самую важную роль, гораздо лучше в этом помогает сделать так называемые «чистые комнаты»!

А кислород вообще главный враг! Ведь при осаждении различных материалов используются пары и активные ионы различных металлов, а они только и мечтают как бы с этим кислородом связаться, то есть как бы им окислиться!

Вот осаждаете вы алюминий, а он бац и стал оксидом алюминия, и уже вместо проводника он стал изолятором, тем самым испортив вам контакт транзистора! В общем, надо максимально избавиться от воздуха в установках на производстве, а как?

Как создается вакуум?

Ну вот наконец-то мы и переходим к самому интересному. Как создать вакуум?

Тут то вы очевидно ответите, что все очень просто — надо просто откачать газ: подключил насос и выкачивай свой воздух сколько влезет! Частично вы правы, но все, как обычно, чуть-чуть сложнее.

Мы не зря тут вам напоминали, что такое газ и давление, и что газ занимает весь объем, доступный ему. Если у нас полностью изолированная колба, чтобы уменьшить в ней давление надо увеличить ее объем! Тогда образовавшийся новый объем мгновенно занимает газ, равномерно распределялась. Соответственно на единицу площади стенки в среднем попадает меньше молекул газа!

Вы ровно так и дышите между прочим! Грудные мышцы расширяют ваши легкие — увеличивая их объем, давление в легких понижается и воздух через нос или рот заполняет легкие. Потом мышцы сжимают легкие, давление повышается и газ выходит наружу.

А попробуйте зажать нос и закрыть рот, а потом вдохнуть или выдохнуть — вот поздравляю — вы создали изолированную колбу, о которой мы вам тут рассказываем!

Читайте так же:
Как работает пивной охладитель

То есть для откачки или иначе говоря для создания вакуума надо сначала увеличить объем, а потом этот объем просто изолировать!

И на производствах для этого используются специальные вакуумные насосы, которые ровно так и работают — посмотрите на пример так называемого мембранного насоса.

Мембрана выгибается в одну сторону и объем увеличивается, заполняется газом из той области, которую мы откачиваем, потом мембрана выгибается в другую сторону, и газ выталкивается уже наружу, так как доступ обратно в камеру уже перекрыт.

По такому же принципу работают и так называемые роторные насосы. Они более мощные и могут создавать более глубокий вакуум, чем мембранные!

Есть целая куча различных роторных насосов, но в целом принцип у них один и тот же — увеличили объем, отсекли его и выбросили газ с другой стороны!

Но тут мы сталкиваемся с новой проблемой!

Глубокий вакуум

Такие насосы могут откачать газ только до определенных давлений, а они, мягко говоря, все еще великоваты. Слишком много всякой ненужной гадости будет у вас в камере. Примерно в десять тысяч раз больше, чем хотелось бы! Надо создать более глубокий или иначе говоря высокий вакуум.

Кстати, оцените таблицу типов вакуума — в производстве обычно используется высокий вакуум, а например для детектора гравитационных волн LIGO надо было создать Экстремальный вакуум!

И тут человечество пошло на много разных хитростей, но сейчас мы расскажем вам о двух самых классных для создания высокого вакуума.

Первые — это так называемые турбомолекулярные насосы! Они не создают новый объем, как это было с роторными насосами. Объем остается таким же!

Но как же он тогда качает?

А дело все в том, что он работает как вентилятор! Молекулы газа стукаются о его лопасти и отскакивают от них только в определенных направлениях, то есть их просто как шарики выбивают из рабочей камеры!

Только для того, чтобы это начало работать — лопасти этого вентилятора надо раскрутить очень быстро.

Современные турбины крутятся со скоростями до полутора тысяч оборотов в секунду! Их даже стали делать на специальном магнитном подвесе, то есть лопасти просто висят на магнитной подушке и крутятся на бешеной скорости.

И самое интересное, что для корректной работы таких турбин необходимо производить откачку уже из выхлопа самой турбины. То есть получается такая своеобразная двухэтапная откачка рабочей камеры.

Использование турбин — это самый популярный метод откачки до высокого вакуума — именно он и используется в установках ASML для литографии! Мы такую турбину можем даже увидеть на рендере.

А какой же второй способ? Это так называемый крионасос. Иногда это специальный насос, а иногда это в общем-то даже не совсем насос как таковой.

Работает по принципу бокала с пивом, о котором мы вам уже рассказывали в материале о магии создания процессоров! На холодной поверхности водяной пар конденсируется! А если поверхность охладить очень сильно, то конденсироваться будет уже не только вода, но и все остальные газы из воздуха, в том числе и кислород. Он будет просто застревать на стенках!

Для этого часто применяют обычно жидкий азот у которого температура почти -200 градусов по цельсию, который закачивают в стенки специальной камеры. Молекулы газа, которые летают в объеме долетая до этой стенки просто на ней застревают и все.

Читайте так же:
Как самому сделать пескоструйный аппарат

Вот такое вот элегантное и простое решение! Но само собой, что если перестать охлаждать, то весь газ вернется обратно в объем.

Выводы

И конечно есть еще другие типы насосов — есть ионные и диффузионные насосы. Но они уже не такие популярные в целом, хотя выполняют все ту же функцию — понижают давление в камере.

При этом как и с лампочкой накаливания, зачастую после откачки рабочий объем в камере потом заполняется так называемым рабочим газом, то есть газом который необходим для проведения определенного технологического процесса! И иногда это кислород! Тот самый кислород, от которого мы изначально хотели избавиться. Просто первичная откачка позволяет добиться правильных условий процесса, ведь мы можем контролировать давление, концентрацию и поток кислорода. Все ради контроля процесса! И так на каждом этапе производства!

И без этих сложных и крутых технологических решений, о которых мы вам рассказываем в этой серии разборов, современный мир, которым мы его знаем сейчас, был бы совсем невозможен. Никаких процессоров и экранов!

Как откачать воздух из банки

Чтобы откачать воздух из банки, можно изготовить вакуумный насос из аквариумного компрессора. Такая конструкция не требует серьёзной доработки, следует только немного её видоизменить. Устройство представляет собой корпус из пластика, в который помещён мембранный микронасос, оборудованный двумя клапанами, и маленький электродвигатель.

Модернизацию аквариумного нагнетателя производят в таком порядке:

  • Отверткой выкрутить винты и снять крышку корпуса;
  • Отсоединить с помощью пинцета и ключа тягу, которая приводит в движение мембрану, и вытащить нагнетательный элемент из его гнезда;
  • Разобрать узел на две части: клапанную группу и резиновую мембрану;
  • Поменять клапаны местами и аккуратно подпилить противоположный закруглённому угол пластиковой крышки;
  • Собрать конструкцию в обратном порядке и откачать воздух из банки через отверстие.

Чтобы в мембранный узел не попадала пыль, мусор и влага, следует установить на подводящем шланге бензиновый автомобильный фильтр. При правильном выполнении рекомендаций аквариумный нагнетатель преобразуется в вакуумный всасыватель воздуха, способный откачать воздух из банок и выполнять прочие мелкие задачи.

Функция вакуумного насоса – откачивание воздуха из определённого герметически изолированного объёма. Поменяв местами клапаны компрессора, можно получить установку, которая будет откачивать воздух, а не нагнетать его. Модернизированные компрессорные установки успешно используются в изготовлении пластиковой тары и для вакуумной упаковки.

Сфера применения

Вакуумные камеры для дегазации смолы или иных компаундов производят очищение их составов от пузырьков воздуха и иных примесей газообразных веществ, которые негативно влияют на целостность, внешний вид и плотность структуры изделия. Составы прошедшие аналогичную обработку, приобретают большую прочность, менее подвержены разрыву или разлому. Принципы дегазации успешно применяются, как в малом, так и в крупном бизнесе, но преимущественно в таких отраслях:

  • В деревообрабатывающей промышленности для стабилизации древесины;
  • В химической промышленности и производственных сферах, для очищения силикона, полиэстера, резины, каучука, продуктов питания;
  • В лабораторных исследованиях и проведении опытов, испытаний;
  • В вакуумировании полимерных составов.

Сфера применения

Сфера применения

Вакуумная камера дегазации позволяет получить гладкую, не имеющую шероховатости и пузырьков форму образца. Она отлично подходит не только для крупной промышленности или лабораторных исследований, но и для организации малого бизнеса, связанного, например, с изготовлением форм или изделий из силикона или полиуретана. К тому же, она может применяться для очистки прозрачных смол от пузырьков воздуха.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector