Roots pompaları, birbirine ters yönde dönen iki loblu rotor kullanarak vakum oluşturur. Bu rotorlar, gazı girişte hapseder ve dahili sıkıştırma olmadan pompa gövdesi boyunca taşır. Gaz moleküllerinin bu sürekli ve yüksek hızlı transferi, basıncı düşürerek uygun destekle 10⁻⁵ mbar'a kadar düşük vakum değerlerine ulaşır. Küresel vakum pompası pazarının istikrarlı büyümesi, önemini vurgulamaktadır.
Birçok kritik sektör buna güveniyorRoots vakum pompası, içermek:
• Yarı İletken Endüstrisi: İnce film biriktirme ve aşındırma gibi işlemler için.
• Kimya Sanayi: Damıtma ve kurutma gibi uygulamalarda.
• İlaç Sanayi: Vakum filtrasyonu ve dondurarak kurutma için.
Roots Vakum Pompasının İç Çalışmaları
Roots vakum pompası, basit ama son derece etkili bir prensiple çalışır. İç mekanizması, gazı pompa haznesi içinde sıkıştırmadan girişten çıkışa taşır. Bu süreç, mükemmel bir uyum içinde çalışan birkaç önemli parçanın senkronize hareketine dayanır.
Dört Adımlı İşletme Döngüsü
Pompalama işlemi, dakikada binlerce kez tekrarlanan, sürekli, dört adımlı bir döngüde gerçekleşir. Modern rotorlar 3.000 ila 6.000 RPM hızlarında dönebilir. Bu yüksek hız, pompanın büyük hacimli gazı çok hızlı bir şekilde hareket ettirmesini sağlar.
Giriş: İki loblu rotor zıt yönlerde döndükçe, pompanın girişinde bir boşluk açılır. Vakum odasındaki gaz, bu genişleyen hacme akar.
Yalıtım: Rotor lobunun ucu giriş portundan geçer. Bu işlem, rotor ile pompa gövdesi arasında belirli bir hacimde gazı hapseder.
Transfer: Sıkışan gaz cebi daha sonra gövdenin iç kısmından çıkışa doğru süpürülür. Roots vakum pompasının temel özelliklerinden biri, transfer sırasında bu gazı sıkıştırmamasıdır. Bu temassız ve yağsız çalışma, pompayı az miktarda toz veya su buharına karşı duyarsız hale getirir.
Egzoz: Rotor dönmeye devam ederek gaz cebini çıkış portuna doğru açar. Gaz daha sonra egzoz hattına genleşir ve burada bir destek pompası tarafından sistemden uzaklaştırılır. Bu döngü tekrarlanır, gaz sürekli olarak girişten çıkışa hareket eder ve sistem basıncı düşer.
Not: Birçok gaz için oldukça verimli olmasına rağmen, Roots pompalarının emiş gücü, hidrojen gibi çok hafif gazlar için diğer pompa tipleriyle karşılaştırıldığında daha düşüktür.
Temel Bileşenler ve İşlevleri
Roots pompanın güvenilir performansı, yüksek hassasiyetle tasarlanmış birkaç kritik bileşene bağlıdır.
Rotorlar: Pompa, birbirine kenetlenen iki loblu rotora (genellikle sekiz rakamı şeklinde) sahiptir. Bu lobların şekli veya profili, performansı doğrudan etkiler. Farklı tasarımlar, pompalama hızı ve verimlilik arasında dengeler sunar. Örneğin, helezonlu rotorlar, basınç dalgalanmalarını ve çalışma gürültüsünü azaltmaya yardımcı olur.
| Rotor Profil Tipi | Pompalama Hızı Avantajı | Hacim Kullanım Oranı |
|---|---|---|
| Yeni eliptik | Üst eliptikten 1,5 kat daha yüksek | Yüksek |
| Üst eliptik | Standart performans | Yaklaşımlar %55 |
Gövde (Kasa): Rotorları çevreleyen dış gövdedir. Vakum sistemi ile atmosfer arasındaki basınç farklarına dayanacak şekilde üretilmiştir. Gövde ve rotorlarda kullanılan malzeme, uygulamanın korozyon direnci, mukavemet ve maliyet taleplerine bağlıdır.
| Malzeme | Temel Avantajlar | Ortak Uygulamalar |
|---|---|---|
| Dökme demir | Yüksek mukavemet, iyi aşınma direnci, uygun maliyet. | Genel endüstriyel, kimyasal ve gıda işleme. |
| Paslanmaz çelik | Mükemmel korozyon direnci, hijyenik özellikler. | İlaç, yarı iletken ve tıbbi ekipman. |
| Alüminyum Alaşımı | Hafif, iyi ısı iletkenliği. | Havacılık, otomotiv ve taşınabilir pompa sistemleri. |
Zamanlama Dişlileri: Pompalama odasının dışında bulunan zamanlama dişlileri, olmazsa olmazdır. İki rotoru senkronize ederek, birbirlerine veya gövdeye temas etmeden zıt yönlerde dönmelerini sağlarlar. Bu senkronizasyon, pompanın temassız çalışması için temel öneme sahiptir.
Mil Contaları: Contalar, vakum odasına hava sızmasını ve yağlayıcıların prosesi kirletmesini önler. Conta seçimi, gerekli vakum seviyesine ve uygulamaya bağlıdır.
| Mühür Tipi | Mekanizma | En İyisi İçin |
|---|---|---|
| Labirent Mührü | Akışı durdurmak için karmaşık bir yol kullanır; temas yoktur. | Sıfır aşınmanın gerektiği yüksek hızlı uygulamalar. |
| Mekanik Salmastra | İki adet son derece cilalı, yaylı yüzey kullanır. | Yüksek basınç, yüksek sıcaklık ve düşük sızıntı ihtiyaçları. |
| Manyetik Sıvı Contası | Mükemmel bir bariyer oluşturmak için manyetik bir sıvı kullanır. | Sıfır sızıntı gerektiren yüksek vakum uygulamaları. |
Hassas Güvenlik İzinlerinin Önemi
"Boşluk" terimi, rotorlar ve rotorlar ile gövde arasındaki küçük, hesaplanmış boşlukları ifade eder. Bu boşluklar, pompanın başarısının sırrıdır. Rotorların sürtünmesiz yüksek hızlarda dönmesini sağlar ve bu da birçok avantaj sağlar:
Hızlı başlangıç
Düşük güç tüketimi
Yüksek pompalama hızı
Düşük işletme ve bakım maliyetleri
Ancak bu boşlukların mükemmel bir şekilde yönetilmesi gerekir. Pompa çalışırken ısı üretir. Bu ısı, metal bileşenlerin genleşmesine neden olur; bu süreç termal genleşme olarak bilinir. Rotorlar ve gövde genişledikçe, aralarındaki boşluklar daralır.
Uyarı: Isıl genleşme veya hatalı montaj nedeniyle boşluklar çok küçük olursa, rotorlar birbirine veya gövdeye temas edebilir. Bu durum sürtünmeye, bileşen hasarına, motor yükünün artmasına ve pompanın sıkışmasına neden olabilir. Tersine, çok büyük boşluklar gazın çıkıştan girişe geri sızmasına neden olarak pompanın verimliliğini ciddi şekilde azaltır.
Doğru mühendislik ve malzeme seçimi, Roots vakum pompasının çalışma sıcaklığı aralığında optimum boşlukları korumasını sağlayarak güvenilir ve verimli bir performans sunar.
Sistem Yapılandırması: Destek Pompaları ve Çok Kademeli Pompalar
Roots pompası güçlü bir güçlendiricidir, ancak tek başına çalışamaz. Tam potansiyeline ulaşması için özel bir sistem konfigürasyonu gerektirir. Pompa gazı verimli bir şekilde taşır, ancak doğrudan atmosfere atılacak kadar sıkıştırmaz. Bu sınırlama, bir destek pompası veya çok kademeli bir düzenek kullanılmasını gerektirir.
Destek Pompası Neden Gereklidir?
Bir Roots pompasının egzozunu idare etmek için bir destek pompasına ihtiyacı vardır. Destek pompası, Roots pompasının çıkışına bağlanır. Aktarılan gazı alır ve atmosfer basıncına sıkıştırarak tahliye işlemini tamamlar. Bu ortaklık, sistemin derin vakumlara etkili bir şekilde ulaşmasını sağlar. Destek pompası seçimi, uygulamaya ve istenen vakum seviyesine bağlıdır.
Biliyor muydunuz? Destek pompası, sistemden gazı uzaklaştırma işini yaptığı için birincil pompa olarak da adlandırılır.
Destek pompalarının yaygın türleri şunlardır:
İki kademeli döner kanatlı pompalar
Yağ sızdırmaz mekanik pompalar
İki kademeli sürgülü valf mekanik pompalar
Sıvı halkalı vakum pompaları
Çok Kademeli Pompalar Nasıl Çalışır?
Son derece düşük basınç gerektiren uygulamalar için mühendisler birden fazla pompayı seri olarak bağlar. Bu, çok kademeli bir Roots Vakum Pompası sistemi oluşturur. Bu kurulumda, ilk pompanın çıkışı ikincinin girişine beslenir ve bu şekilde devam eder. Her bir kademe, basıncı daha da düşürür. Gazı atmosfere boşaltmak için zincirin sonunda son bir destek pompasına ihtiyaç vardır.
Bu güçlü sistemler, yüksek teknoloji ve zorlu endüstriler için hayati önem taşımaktadır. Başlıca uygulama alanları şunlardır:
Yarı İletken Üretimi: Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD), Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) ve aşındırma gibi işlemler için.
Havacılık ve Uzay: Uzay simülasyon odaları ve bileşen testleri.
Yeni Enerji: Güneş panelleri ve pilleri üretmek için.
Roots vakum pompası, dahili sıkıştırma yerine yüksek hızlı gaz transferinde mükemmeldir. Basit ve temassız tasarımı, temiz ve yüksek verimli uygulamalar için güçlü bir güçlendirici oluşturur. Modern pompalar artık enerji tasarruflu motorlar ve akıllı sensörler entegre ederek, güvenilir ve verimli vakum sistemleri gerektiren zorlu endüstriler için performansı daha da ileriye taşıyor.
Gönderim zamanı: 28-Eki-2025