Roots պոմպը ստեղծում է վակուում երկու հակադարձ պտտվող, բլթակավոր ռոտորների միջոցով: Այս ռոտորները որսում են գազը մուտքի մոտ և տեղափոխում այն պոմպի պատյանի միջով՝ առանց ներքին սեղմման: Գազի մոլեկուլների այս անընդհատ, բարձր արագությամբ փոխանցումը նվազեցնում է ճնշումը՝ պատշաճ հենարանով հասնելով մինչև 10⁻⁵ մբար վակուումների: Վակուումային պոմպերի համաշխարհային շուկայի կայուն աճը ընդգծում է դրա կարևորությունը:
Շատ կարևոր ոլորտներ կախված ենRoots վակուումային պոմպ, այդ թվում՝
• Կիսահաղորդչային արդյունաբերություն. Բարակ թաղանթային նստեցման և փորագրման նման գործընթացների համար։
• Քիմիական արդյունաբերություն. այնպիսի կիրառություններում, ինչպիսիք են թորումը և չորացումը։
• Դեղագործական արդյունաբերություն. վակուումային ֆիլտրացիայի և սառեցմամբ չորացման համար։
Roots վակուումային պոմպի ներքին աշխատանքը
Roots վակուումային պոմպը գործում է պարզ, բայց խիստ արդյունավետ սկզբունքով: Դրա ներքին մեխանիզմը գազը տեղափոխում է մուտքից դեպի ելք՝ առանց այն պոմպի խցիկի ներսում սեղմելու: Այս գործընթացը հիմնված է մի քանի հիմնական մասերի համաժամանակյա շարժման վրա, որոնք աշխատում են կատարյալ ներդաշնակությամբ:
Չորս քայլից բաղկացած գործառնական ցիկլ
Պոմպային գործողությունը տեղի է ունենում անընդհատ, չորս քայլից բաղկացած ցիկլով, որը կրկնվում է րոպեում հազարավոր անգամներ: Ժամանակակից ռոտորները կարող են պտտվել 3000-ից մինչև 6000 պտույտ/րոպե արագությամբ: Այս բարձր արագությունը թույլ է տալիս պոմպին շատ արագ տեղափոխել գազի մեծ ծավալներ:
Մուտք. Երբ երկու բլթակավոր ռոտորները պտտվում են հակառակ ուղղություններով, պոմպի մուտքի մոտ բացվում է մի խոռոչ։ Վակուումային խցիկից գազը հոսում է այս ընդարձակվող ծավալի մեջ։
Մեկուսացում. Ռոտորի բլթի ծայրը անցնում է մուտքի անցքով։ Այս գործողությունը որոշակի ծավալի գազ է որսում ռոտորի և պոմպի պատյանի միջև։
Փոխանցում. Գազի խցանված գրպանը այնուհետև տարվում է պատյանի ներսով դեպի ելքը: Roots վակուումային պոմպի հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ այն չի սեղմում այս գազը փոխանցման ընթացքում: Այս անհպում, յուղազուրկ աշխատանքը այն անզգայուն է դարձնում փոշու կամ ջրային գոլորշու փոքր քանակությունների նկատմամբ:
Արտանետում. Ռոտորը շարունակում է պտտվել՝ գազի պարկը բացելով դեպի ելքային անցքը։ Այնուհետև գազը ընդարձակվում է դեպի արտանետման գիծ, որտեղ օժանդակ պոմպը հեռացնում է այն համակարգից։ Այս ցիկլը կրկնվում է՝ անընդհատ տեղափոխելով գազը մուտքից դեպի ելք և իջեցնելով համակարգի ճնշումը։
Նշում. Չնայած Roots պոմպի բարձր արդյունավետությունը շատ գազերի համար, այն ավելի ցածր է շատ թեթև գազերի, ինչպիսին է ջրածինը, համար՝ համեմատած այլ տեսակի պոմպերի հետ։
Հիմնական բաղադրիչները և դրանց գործառույթները
Roots պոմպի հուսալի աշխատանքը կախված է մի քանի կարևոր բաղադրիչներից, որոնք նախագծված են բարձր ճշգրտությամբ։
Ռոտորներ. Պոմպն ունի երկու փոխկապակցված, բլթակավոր ռոտորներ (հաճախ ութանման ձևով): Այս բլթակների ձևը կամ պրոֆիլը անմիջականորեն ազդում է աշխատանքի արդյունավետության վրա: Տարբեր դիզայնները առաջարկում են փոխզիջում պոմպային արագության և արդյունավետության միջև: Օրինակ՝ պարուրաձև ռոտորները օգնում են նվազեցնել ճնշման պուլսացիան և շահագործման աղմուկը:
| Ռոտորի պրոֆիլի տեսակը | Պոմպային արագության առավելություն | Ծավալի օգտագործման մակարդակը |
|---|---|---|
| Նորարարական էլիպտիկ | 1.5 անգամ ավելի բարձր, քան վերին էլիպտիկ մարզասարքը | Բարձր |
| Վերին էլիպտիկ | Ստանդարտ կատարողականություն | Մոտենում է 55%-ին |
Պատյան (Casing): Սա ռոտորները պարուրող արտաքին մարմինն է: Այն կառուցված է վակուումային համակարգի և մթնոլորտի միջև ճնշման տարբերություններին դիմակայելու համար: Պատյանի և ռոտորների համար օգտագործվող նյութը կախված է կիրառման պահանջներից՝ կոռոզիոն դիմադրության, ամրության և արժեքի առումով:
| Նյութ | Հիմնական առավելություններ | Հաճախակի կիրառություններ |
|---|---|---|
| Թուջ | Բարձր ամրություն, լավ մաշվածության դիմադրություն, ծախսարդյունավետ։ | Ընդհանուր արդյունաբերական, քիմիական և սննդի վերամշակում։ |
| չժանգոտվող պողպատ | Գերազանց կոռոզիոն դիմադրություն, հիգիենիկ հատկություններ։ | Դեղագործական, կիսահաղորդչային և բժշկական սարքավորումներ։ |
| Ալյումինե համաձուլվածք | Թեթև քաշ, լավ ջերմահաղորդականություն։ | Ավիատիեզերական, ավտոմոբիլային և շարժական պոմպային համակարգեր։ |
Ժամանակի կարգավորիչ ատամնանիվներ. Պոմպի խցիկից դուրս տեղակայված ժամանակի կարգավորիչ ատամնանիվները կարևոր են: Դրանք համաժամեցնում են երկու ռոտորները՝ ապահովելով, որ դրանք պտտվեն հակառակ ուղղություններով՝ առանց միմյանց կամ պատյանին դիպչելու: Այս համաժամացումը հիմնարար նշանակություն ունի պոմպի անհպում աշխատանքի համար:
Առանցքային կնիքներ. Կնիքները կանխում են օդի ներթափանցումը վակուումային խցիկ և կանխում են քսանյութերի կողմից գործընթացի աղտոտումը: Կնիքների ընտրությունը կախված է անհրաժեշտ վակուումի մակարդակից և կիրառությունից:
| Կնիքի տեսակը | Մեխանիզմ | Լավագույնը |
|---|---|---|
| Լաբիրինթոսի կնիք | Օգտագործում է բարդ ուղի՝ հոսքը դադարեցնելու համար. շփում չկա։ | Բարձր արագությամբ կիրառություններ, որտեղ անհրաժեշտ է զրոյական մաշվածություն։ |
| Մեխանիկական կնիք | Օգտագործում է երկու բարձր հղկված, զսպանակավոր մակերեսներ։ | Բարձր ճնշման, բարձր ջերմաստիճանի և ցածր արտահոսքի կարիքներ։ |
| Մագնիսական հեղուկի կնիք | Օգտագործում է մագնիսական հեղուկ՝ կատարյալ պատնեշ ստեղծելու համար։ | Բարձր վակուումային կիրառություններ, որոնք պահանջում են զրոյական արտահոսք։ |
Ճշգրիտ բացվածքների կարևորությունը
«Արագություն» տերմինը վերաբերում է ռոտորների և ռոտորների ու պատյանի միջև եղած փոքր, հաշվարկված արանքներին։ Այս արանքները պոմպի հաջողության գաղտնիքն են։ Դրանք թույլ են տալիս ռոտորներին պտտվել բարձր արագությամբ՝ առանց շփման, ինչը բազմաթիվ առավելություններ է տալիս.
Արագ մեկնարկ
Ցածր էներգիայի սպառում
Բարձր պոմպային արագություն
Ցածր շահագործման և սպասարկման ծախսեր
Սակայն այս բացատները պետք է կատարյալ կերպով կառավարվեն։ Աշխատանքի ընթացքում պոմպը ջերմություն է առաջացնում։ Այս ջերմությունը մետաղական բաղադրիչների ընդարձակման պատճառ է դառնում, որը հայտնի է որպես ջերմային ընդարձակում։ Երբ ռոտորները և պատյանը ընդարձակվում են, դրանց միջև բացատները նեղանում են։
Զգուշացում. Եթե ջերմային ընդարձակման կամ սխալ հավաքման պատճառով բացվածքները չափազանց փոքրանան, ռոտորները կարող են շփվել միմյանց կամ պատյանի հետ։ Սա հանգեցնում է շփման, բաղադրիչների վնասման, շարժիչի ծանրաբեռնվածության աճի և պոմպի հնարավոր խցանման։ Եվ հակառակը, չափազանց մեծ բացվածքները թույլ են տալիս գազի արտահոսքը ելքից դեպի մուտք հետ, ինչը լրջորեն նվազեցնում է պոմպի արդյունավետությունը։
Ճիշտ ինժեներական մշակումը և նյութի ընտրությունը ապահովում են, որ Roots վակուումային պոմպը պահպանի օպտիմալ բացվածքներ իր աշխատանքային ջերմաստիճանի ողջ տիրույթում՝ ապահովելով հուսալի և արդյունավետ աշխատանք։
Համակարգի կոնֆիգուրացիա. Հենարանային vs. Բազմաստիճան պոմպեր
Roots պոմպը հզոր խթանիչ է, բայց այն չի կարող աշխատել ինքնուրույն: Այն պահանջում է համակարգի որոշակի կոնֆիգուրացիա՝ իր ողջ ներուժին հասնելու համար: Պոմպը արդյունավետորեն տեղափոխում է գազը, բայց չի սեղմում այն բավականաչափ, որպեսզի ուղղակիորեն դուրս գա մթնոլորտ: Այս սահմանափակումը պահանջում է օժանդակ պոմպի կամ բազմաստիճան համակարգի օգտագործում:
Ինչու է անհրաժեշտ հենարանային պոմպը
Roots պոմպին անհրաժեշտ է օժանդակ պոմպ՝ արտանետվող գազը կառավարելու համար: Աջակցող պոմպը միանում է Roots պոմպի ելքին: Այն վերցնում է փոխանցված գազը և սեղմում այն մինչև մթնոլորտային ճնշում՝ ավարտելով տարհանման գործընթացը: Այս համագործակցությունը թույլ է տալիս համակարգին արդյունավետորեն հասնել խորը վակուումի: Աջակցող պոմպի ընտրությունը կախված է կոնկրետ կիրառությունից և ցանկալի վակուումի մակարդակից:
Գիտեի՞ք, որ օժանդակ պոմպը կոչվում է նաև առաջնային պոմպ, քանի որ այն կատարում է համակարգից գազը հեռացնելու վերջնական աշխատանքը։
Հենարանային պոմպերի տարածված տեսակներն են՝
Երկաստիճան պտտվող թևավոր պոմպեր
Յուղով կնքված մեխանիկական պոմպեր
Երկաստիճան սահող փականով մեխանիկական պոմպեր
Հեղուկ օղակաձև վակուումային պոմպեր
Ինչպես են աշխատում բազմաստիճան պոմպերը
Չափազանց ցածր ճնշում պահանջող կիրառությունների համար ինժեներները միացնում են մի քանի պոմպեր շարքով։ Սա ստեղծում է բազմաստիճան Roots վակուումային պոմպային համակարգ։ Այս դեպքում առաջին պոմպի ելքը սնուցվում է երկրորդի մուտքով և այլն։ Յուրաքանչյուր հաջորդական փուլ ավելի է իջեցնում ճնշումը։ Շղթայի վերջում դեռևս անհրաժեշտ է վերջնական օժանդակ պոմպ՝ գազը մթնոլորտ դուրս մղելու համար։
Այս հզոր համակարգերը կենսական նշանակություն ունեն բարձր տեխնոլոգիական և պահանջկոտ արդյունաբերությունների համար: Հիմնական կիրառությունները ներառում են՝
Կիսահաղորդչային արտադրություն. Քիմիական գոլորշու նստեցման (CVD), ֆիզիկական գոլորշու նստեցման (PVD) և փորագրման նման գործընթացների համար։
Ավիատիեզերք. տիեզերական սիմուլյացիոն խցիկներում և բաղադրիչների փորձարկում։
New Energy. Արևային վահանակների և մարտկոցների արտադրության համար։
Roots վակուումային պոմպը գերազանցում է գազի բարձր արագությամբ փոխանցման, այլ ոչ թե ներքին սեղմման դեպքում: Դրա պարզ, անհպում դիզայնը ստեղծում է հզոր խթանիչ մաքուր, բարձր արտադրողականության կիրառությունների համար: Ժամանակակից պոմպերն այժմ ինտեգրում են էներգաարդյունավետ շարժիչներ և խելացի սենսորներ, ինչը էլ ավելի է բարձրացնում արտադրողականությունը պահանջկոտ արդյունաբերությունների համար, որոնք պահանջում են հուսալի և արդյունավետ վակուումային համակարգեր:
Հրապարակման ժամանակը. Հոկտեմբերի 28-2025