Rootsi pump loob vaakumi kahe vastassuunas pöörleva lobaga rootori abil. Need rootorid püüavad gaasi sisselaskeava juures kinni ja transpordivad selle ilma sisemise kokkusurumiseta üle pumba korpuse. See gaasimolekulide pidev ja kiire ülekanne vähendab rõhku, saavutades sobiva toe korral vaakumi kuni 10⁻⁵ mbar. Globaalse vaakumpumpade turu pidev kasv rõhutab selle olulisust.
Paljud kriitilised sektorid sõltuvadRoots vaakumpump, sealhulgas:
• Pooljuhtide tööstus: Selliste protsesside jaoks nagu õhukese kile sadestamine ja söövitamine.
• Keemiatööstus: Sellistes rakendustes nagu destilleerimine ja kuivatamine.
• Farmaatsiatööstus: vaakumfiltreerimiseks ja külmkuivatamiseks.
Roots vaakumpumba sisemine tööpõhimõte
Roots vaakumpump töötab lihtsal, kuid väga tõhusal põhimõttel. Selle sisemine mehhanism liigutab gaasi sisselaskeavast väljundisse ilma seda pumba kambris kokku surumata. See protsess tugineb mitme põhiosa sünkroniseeritud liikumisele, mis töötavad täiuslikus harmoonias.
Neljaastmeline töötsükkel
Pumbamine toimub pidevas neljaetapilises tsüklis, mis kordub tuhandeid kordi minutis. Kaasaegsed rootorid võivad pöörelda kiirusel 3000–6000 p/min. See suur kiirus võimaldab pumbal liigutada suuri gaasikoguseid väga kiiresti.
Sisselaskeava: Kui kaks lobaga rootorit pöörlevad vastassuundades, avaneb pumba sisselaskeava juures tühimik. Vaakumkambrist tulev gaas voolab sellesse laienevasse ruumalasse.
Isolatsioon: Rootori laba ots läbib sisselaskeava. See tegevus püüab rootori ja pumba korpuse vahele kinni teatud koguse gaasi.
Ülekanne: Seejärel suunatakse gaasikogus korpuse sisemuse kaudu väljalaskeava poole. Roots vaakumpumba põhiomaduseks on see, et see ei suru gaasi ülekande ajal kokku. See kontaktivaba ja õlivaba töö muudab selle tundetuks väikese koguse tolmu või veeauru suhtes.
Heitgaas: Rootor jätkab pöörlemist, paljastades gaasitasku väljalaskeavale. Seejärel paisub gaas väljalasketorusse, kus tagapump selle süsteemist eemaldab. See tsükkel kordub, liigutades gaasi pidevalt sisselaskest väljundisse ja alandades süsteemi rõhku.
Märkus: Kuigi Roots pump on paljude gaaside puhul väga tõhus, on selle imemisvõime väga kergete gaaside, näiteks vesiniku puhul, teiste pumpadega võrreldes madalam.
Põhikomponendid ja nende funktsioonid
Roots-pumba usaldusväärne jõudlus sõltub mõnest kriitilisest komponendist, mis on konstrueeritud suure täpsusega.
Rootorid: Pumbal on kaks omavahel ühendatud lobadega rootorit (sageli kaheksakujulised). Nende lobade kuju ehk profiil mõjutab otseselt jõudlust. Erinevad konstruktsioonid pakuvad kompromisse pumpamiskiiruse ja efektiivsuse vahel. Näiteks spiraalsed rootorid aitavad vähendada rõhu pulsatsiooni ja töömüra.
| Rootori profiili tüüp | Pumpamiskiiruse eelis | Mahu kasutamise määr |
|---|---|---|
| Romaan elliptiline | 1,5 korda kõrgem kui ülemisel elliptilisel trenažööril | Kõrge |
| Ülemine elliptiline trenažöör | Standardne jõudlus | Läheneb 55%-le |
Korpus (korpus): See on rootoreid ümbritsev välimine korpus. See on ehitatud taluma vaakumsüsteemi ja atmosfääri vahelisi rõhuerinevusi. Korpuse ja rootorite jaoks kasutatav materjal sõltub rakenduse korrosioonikindluse, tugevuse ja hinna nõuetest.
| Materjal | Peamised eelised | Levinumad rakendused |
|---|---|---|
| Malm | Suur tugevus, hea kulumiskindlus, kulutõhus. | Üldine tööstuslik, keemia- ja toiduainetetööstus. |
| Roostevaba teras | Suurepärane korrosioonikindlus, hügieenilised omadused. | Farmaatsia-, pooljuht- ja meditsiiniseadmed. |
| Alumiiniumsulam | Kerge, hea soojusjuhtivusega. | Lennundus-, auto- ja kaasaskantavad pumbasüsteemid. |
Hammasrattad: Pumbakambrist väljaspool asuvad hammasrattad on olulised. Need sünkroniseerivad kahte rootorit, tagades, et need pöörlevad vastassuundades ilma üksteist või korpust puudutamata. See sünkroniseerimine on pumba kontaktivaba töö jaoks ülioluline.
Võllitihendid: Tihendid takistavad õhu lekkimist vaakumkambrisse ja määrdeainete saastumist protsessis. Tihendi valik sõltub vajalikust vaakumitasemest ja rakendusest.
| Tihendi tüüp | Mehhanism | Parima jaoks |
|---|---|---|
| Labürindi pitser | Kasutab voolu peatamiseks keerukat rada; kontakt puudub. | Kiired rakendused, kus on vaja nullkulumist. |
| Mehaaniline tihend | Kasutab kahte kõrgpoleeritud, vedruga koormatud pindu. | Kõrgsurve, kõrge temperatuur ja väike leke. |
| Magnetiline vedelikutihend | Kasutab ideaalse barjääri loomiseks magnetilist vedelikku. | Kõrgvaakumi rakendused, mis nõuavad lekke puudumist. |
Täpsete vahemaade olulisus
Mõiste "kliirens" viitab pisikestele, arvutatud vahedele rootorite vahel ning rootorite ja korpuse vahel. Need vahed on pumba edu saladus. Need võimaldavad rootoritel pöörelda suurel kiirusel ilma hõõrdumiseta, mis pakub palju eeliseid:
Kiire käivitamine
Madal energiatarve
Suur pumpamiskiirus
Madalad käitus- ja hoolduskulud
Siiski tuleb neid vahesid ideaalselt hallata. Töötamise ajal tekitab pump soojust. See soojus põhjustab metalldetailide paisumist, seda protsessi nimetatakse soojuspaisumiseks. Rootorite ja korpuse paisumisel nendevahelised vahed vähenevad.
Hoiatus: Kui vahed muutuvad soojuspaisumise või vale montaaži tõttu liiga väikeseks, võivad rootorid üksteise või korpusega kokku puutuda. See põhjustab hõõrdumist, komponentide kahjustumist, mootori koormuse suurenemist ja pumba kinnikiilumist. Seevastu liiga suured vahed võimaldavad gaasil lekkida tagasi väljundist sisselaskeavasse, mis vähendab oluliselt pumba efektiivsust.
Nõuetekohane projekteerimine ja materjalivalik tagavad, et Roots vaakumpump säilitab optimaalse vahemaa kogu töötemperatuuri vahemikus, pakkudes usaldusväärset ja tõhusat jõudlust.
Süsteemi konfiguratsioon: tugipumbad vs. mitmeastmelised pumbad
Rootsi pump on võimas võimenduspump, kuid see ei saa iseseisvalt töötada. Selle täieliku potentsiaali saavutamiseks on vaja spetsiifilist süsteemi konfiguratsiooni. Pump liigutab gaasi tõhusalt, kuid ei suru seda piisavalt kokku, et see otse atmosfääri paisataks. See piirang nõuab tugipumba või mitmeastmelise süsteemi kasutamist.
Miks on varupump vajalik
Roots pump vajab heitgaaside käitlemiseks tugipumpa. Tugipump ühendub Roots pumba väljundiga. See võtab ülekantava gaasi ja surub selle atmosfäärirõhuni, viies lõpule vaakumprotsessi. See partnerlus võimaldab süsteemil saavutada tõhusalt sügava vaakumi. Tugipumba valik sõltub konkreetsest rakendusest ja soovitud vaakumitasemest.
Kas teadsite? Eelpumpa nimetatakse ka primaarpumbaks, kuna see teeb viimase töö – gaasi eemaldamise süsteemist.
Levinumad tugipumpade tüübid on järgmised:
Kaheastmelised pöördlabapumbad
Õlitihendiga mehaanilised pumbad
Kaheastmelised siibriga mehaanilised pumbad
Vedelrõnga vaakumpumbad
Kuidas mitmeastmelised pumbad töötavad
Äärmiselt madalat rõhku nõudvate rakenduste jaoks ühendavad insenerid mitu pumpa järjestikku. See loob mitmeastmelise Roots vaakumpumba süsteemi. Selles lahenduses suunatakse esimese pumba väljund teise pumba sisselaskeavasse ja nii edasi. Iga järgnev etapp alandab rõhku veelgi. Keti lõpus on vaja veel viimast tugipumpa, mis juhiks gaasi atmosfääri.
Need võimsad süsteemid on üliolulised kõrgtehnoloogilistele ja nõudlikele tööstusharudele. Peamised rakendused hõlmavad järgmist:
Pooljuhtide tootmine: selliste protsesside jaoks nagu keemiline aurustamine-sadestamine (CVD), füüsikaline aurustamine-sadestamine (PVD) ja söövitamine.
Lennundus: kosmosesimulatsioonikambrites ja komponentide testimisel.
Uus energia: päikesepaneelide ja akude tootmiseks.
Roots vaakumpump paistab silma pigem kiire gaasiülekande kui sisemise kokkusurumise poolest. Selle lihtne ja kontaktivaba disain loob võimsa võimendusvõimendi puhaste ja suure läbilaskevõimega rakenduste jaoks. Kaasaegsed pumbad integreerivad nüüd energiatõhusad mootorid ja nutikad andurid, mis suurendavad jõudlust nõudlikes tööstusharudes, mis vajavad usaldusväärseid ja tõhusaid vaakumsüsteeme.
Postituse aeg: 28. okt 2025