Ищете ведущих производителей вакуумных насосов? В этой статье представлены ведущие бренды отрасли на 2024 год, такие как NASH, Edwards, Leybold и Atlas Copco. Каждая компания известна своими инновациями и надежностью в производстве высококачественной вакуумной техники. Нужны ли вам насосы для промышленного применения, научных исследований или повседневного использования, эти бренды установили стандарты. Окунитесь в эту тему, чтобы узнать о лучших производителях, их истории и о том, что выделяет их на рынке.
Вакуум - это пространство со значительно уменьшенным содержанием газа по сравнению с атмосферными условиями. В практических инженерных приложениях под вакуумом понимается любая среда, в которой давление газа ниже атмосферного (101 325 Па или 760 Торр на уровне моря). Степень вакуума характеризуется степенью понижения давления: от низкого до сверхвысокого вакуума.
Истинный вакуум, или абсолютный ноль давления, представляет собой теоретическое состояние, в котором объем не содержит никакой материи. Однако достичь этого идеального состояния практически невозможно из-за фундаментальных физических ограничений, включая квантовые эффекты и вездесущность космического излучения.
В промышленных процессах вакуумные технологии играют решающую роль в различных областях применения, таких как осаждение тонких пленок, электронная микроскопия и камеры для моделирования космического пространства. Необходимый уровень вакуума зависит от конкретной области применения: некоторые процессы требуют сверхвысокого вакуума (менее 10^-7 Па), чтобы свести к минимуму молекулярные помехи и загрязнения.
Понимание концепции вакуума необходимо для оптимизации производственных процессов, особенно в таких отраслях, как производство полупроводников, аэрокосмические испытания и исследования современных материалов. Правильное проектирование и обслуживание вакуумных систем имеют решающее значение для обеспечения эффективности процессов, качества продукции и долговечности оборудования в этих высокотехнологичных производственных средах.
Степень вакуума, также известная как уровень вакуума или качество вакуума, количественно определяет степень удаления газа из замкнутого пространства, обычно выраженную в единицах давления. Она представляет собой разрежение молекул газа в данном объеме, при этом более низкие значения давления указывают на более высокую степень вакуума. Этот параметр имеет решающее значение во многих промышленных приложениях, особенно в тех, где требуется точно контролируемая среда, свободная от загрязнений и нежелательных химических реакций.
В металлообработке и производстве вакуумная технология играет ключевую роль в нескольких важнейших процессах:
Точный контроль степени вакуума необходим для оптимизации этих процессов, поскольку он напрямую влияет на качество продукции, эффективность процесса и свойства материалов. Кроме того, в таких развивающихся технологиях, как аддитивное производство металлов, вакуумные условия играют важную роль в предотвращении окисления и обеспечении производства деталей высокой плотности без дефектов.
В промышленной обработке металлов и производстве решающее значение имеют два основных типа степеней вакуума:
Абсолютный вакуум: представляет собой теоретическое полное отсутствие каких-либо молекул или частиц газа. Хотя достичь идеального абсолютного вакуума практически невозможно, он служит критической точкой отсчета. В металлообработке абсолютное давление измеряется относительно этого состояния идеального вакуума. Это измерение необходимо в таких процессах, как вакуумная термообработка, где точный контроль среды в камере имеет решающее значение для достижения определенных свойств материала.
Относительный вакуум (манометрическое давление): Это разность давлений между внутренним давлением системы и атмосферным давлением окружающей среды. Часто называемый манометрическим давлением, он является наиболее часто используемым измерением в промышленных вакуумных системах. Относительный вакуум особенно важен в таких процессах, как вакуумная формовка листового металла, вакуумное литье и вакуумное формование с переносом смолы (VARTM) для композитов. Показания манометрического давления напрямую указывают на эффективный уровень вакуума, что имеет решающее значение для контроля процесса и обеспечения качества.
Понимание этих типов вакуума необходимо для оптимизации различных процессов производства металлов, в том числе:
Точное измерение и контроль этих типов вакуума напрямую влияют на эффективность, качество и повторяемость передовых процессов производства металлов.
Значение, отображаемое на вакуумном манометре, называется степенью вакуума. Это измерение определяет степень снижения фактического давления в системе ниже атмосферного. Манометрическое давление в данном контексте представляет собой разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением в вакуумной системе.
Для понимания сути вакуумных измерений необходимо учитывать несколько ключевых факторов:
1. Абсолютное и манометрическое давление: Если абсолютное давление измеряется относительно идеального вакуума (нулевого давления), то манометрическое давление измеряется относительно атмосферного давления. В вакуумных системах манометрическое давление, как правило, отрицательное.
2. Единицы измерения: Вакуум может быть выражен в различных единицах, включая торр, паскали (Па), бар или дюймы ртутного столба (дюймы рт. ст.). Выбор единиц измерения часто зависит от области применения и региональных предпочтений.
3. Вакуумные диапазоны: Различные вакуумметры предназначены для определенных диапазонов давления:
4. Типы манометров: Для различных диапазонов вакуума используются различные типы манометров, например:
5. Факторы окружающей среды: Перепады атмосферного давления, обусловленные погодными условиями и высотой над уровнем моря, могут влиять на показания манометра и должны учитываться при проведении точных измерений.
6. Калибровка: Регулярная калибровка вакуумных манометров имеет решающее значение для обеспечения точности, особенно в таких критических областях, как производство полупроводников или научные исследования.
Точная интерпретация результатов вакуумных измерений необходима для поддержания контроля над процессом, обеспечения качества продукции и оптимизации работы систем в различных промышленных и научных приложениях.
В промышленности степень вакуума также известна как предельное относительное давление. Эта зависимость может быть выражена следующим образом:Степень вакуума=Атмосферное давление-Абсолютное давлениеСтепень вакуума=Атмосферное давление-Абсолютное давлениеДля стандартных условий атмосферное давление обычно принимается равным 101325 Па (Паскалей). Предельное абсолютное давление зависит от типа используемого вакуумного насоса:
Предельное относительное давление
Относительное давление, часто называемое манометрическим давлением, измеряет давление внутри емкости относительно атмосферного давления. Оно указывает на фактическое давление в системе, которое ниже атмосферного. Когда воздух внутри контейнера откачивается, внутреннее давление падает ниже внешнего атмосферного давления. Поэтому при выражении этого давления с помощью относительного или манометрического давления используется отрицательный знак, указывающий на то, что внутреннее давление ниже внешнего.
Предельное абсолютное давление
Предельное абсолютное давление - это давление внутри контейнера по сравнению с идеальным вакуумом, значение давления в котором равно 0 Па. Из-за технических ограничений достичь идеального вакуума (0 Па) невозможно. Поэтому уровень вакуума, достигаемый вакуумным насосом, всегда выше теоретического значения вакуума. При выражении этого значения в терминах абсолютного давления отрицательный знак не нужен. Например, если уровень вакуума в приборе обозначен как 0,098 МПа, это означает, что абсолютное давление внутри контейнера на 0,098 МПа выше идеального вакуума.
Производительность насоса
Мощность откачки - это критический фактор, измеряющий скорость откачки вакуумного насоса, обычно выражаемый в таких единицах, как литры в секунду (Л/с) или кубические метры в час (м³/ч). Он учитывает скорость утечки в системе.
Вакуумный насос с высокой производительностью может легче достичь желаемого уровня вакуума, в то время как насос с низкой производительностью может медленно или вообще не достичь желаемого уровня вакуума при откачке того же объема контейнера. Это связано с тем, что невозможно полностью предотвратить утечку газа из трубопровода или контейнера, а высокая производительность насоса компенсирует снижение вакуума из-за утечки.
Поэтому при расчете теоретической производительности рекомендуется выбирать вакуумный насос с большей производительностью. Формула для расчета производительности откачки будет представлена ниже.
Пример расчета
Например, если степень вакуума на приборе обозначена как 0,098 МПа, то в действительности она равна -0,098 МПа, если выразить ее в манометрическом давлении. Однако в абсолютном выражении он остается на 0,098 МПа выше идеального вакуума.
Методы преобразования между Па, КПа, МПа, мбар, бар, ммH2O, Psi приведены в следующей таблице:
Таблица пересчета часто используемых в лабораториях единиц давления
| Единицы | Pa | КПа | МПа | бар | мбар | mmH2O | мм рт. ст. | p.s.i |
| Pa | 1 | 10-3 | 10-6 | 10-5 | 10-2 | 101.97×10-3 | 7.5×10-3 | 0.15×10-3 |
| КПа | 103 | 1 | 10-3 | 10-2 | 10 | 101.97 | 7.5 | 0.15 |
| МПа | 105 | 103 | 1 | 10 | 104 | 101.97×103 | 7.5×103 | 0.15×103 |
| бар | 105 | 102 | 10-1 | 1 | 103 | 10.2×103 | 750.06 | 14.5 |
| мбар | 102 | 10-1 | 10-4 | 10-3 | 1 | 10.2 | 0.75 | 14.5×10-3 |
| ммH2O | 10-1 | 9.807×10-3 | 9.807×10-6 | 98.07×10-6 | 98.07×10-3 | 1 | 73.56×103 | 1.42×10-3 |
| мм рт. ст. | 9.807×10-3 | 133.32×10-3 | 133.32×10-6 | 1.33×10-3 | 1.33 | 13.6 | 1 | 19.34×10-3 |
| p.s.i | 133.32×10-3 | 6.89 | 6.89×10-3 | 68.95×10-3 | 68.95 | 703.07 | 51.71 | 1 |
Выбор правильного вакуумного насоса имеет решающее значение для обеспечения эффективности и результативности процесса, который он поддерживает. Вот основные соображения, которые следует иметь в виду:
1. Необходимая степень вакуума для процесса
Рабочее давление вакуумного насоса должно соответствовать требованиям процесса. Выбранная степень вакуума должна быть на полтора-два порядка выше, чем у вакуумного оборудования. Например, если требуемая степень вакуума при абсолютном давлении составляет 100 Па, то выбранный вакуумный насос должен иметь степень вакуума не менее 50-10 Па.
2. Необходимая производительность насоса для процесса
Скорость откачки вакуумного насоса, то есть его способность нагнетать газ, жидкость и твердые вещества под рабочим давлением, обычно выражается в таких единицах, как м³/ч, л/с и м³/мин. Конкретный расчет для выбора вакуумного насоса может быть основан на следующей формуле:
Где:
3. Определение состава перекачиваемого объекта
Понимание природы откачиваемого объекта необходимо для выбора подходящего вакуумного насоса:
Учитывая эти факторы, вы сможете выбрать вакуумный насос, отвечающий специфическим потребностям вашего технологического процесса, обеспечивающий оптимальную производительность и долговечность.
Вакуумные системы незаменимы в различных промышленных и научных приложениях, требующих различных уровней вакуума для эффективной работы. Для достижения этих различных уровней вакуума часто требуется сочетание вакуумных насосов, работающих в разных диапазонах давления. В этой статье рассматриваются вопросы конфигурации и скорости откачки для вакуумных систем с упором на использование насосов высокого, среднего и низкого вакуума.
Вакуумный насос с прямым всасыванием
Самая простая конфигурация вакуумной системы - это вакуумный насос с прямым всасыванием, который выпускает воздух непосредственно в атмосферу. Такая система подходит для работы с низким вакуумом, но не подходит для достижения высокого уровня вакуума.
Многоступенчатые вакуумные установки
Для систем высокого и среднего вакуума обычно требуются многоступенчатые агрегаты:
Создание эффективной высоковакуумной системы с использованием только одного высоковакуумного и одного низковакуумного насосов является сложной задачей в силу нескольких факторов:
Высоковакуумные насосы имеют ограничения по давлению, которое они могут выдержать на предварительной ступени. Если давление на предварительной ступени превышает определенный порог, высоковакуумный насос не может работать должным образом. Такое ограничение давления может привести к снижению скорости откачки, нарушению непрерывности потока и неисправности вакуумной установки.
Чтобы решить проблему непрерывности потока, между высоковакуумным и низковакуумным насосами можно установить средний вакуумный насос. Этот промежуточный насос обеспечивает работу всех насосов в оптимальных диапазонах давления. Насосы Рутса, также известные как бустерные насосы Рутса, идеально подходят для этой цели благодаря своей способности эффективно работать в диапазоне среднего вакуума (от нескольких Па до нескольких сотен Па).
Время предварительной прокачки
Время предварительной откачки имеет решающее значение, особенно для вакуумных установок с периодическими требованиями к откачке. Традиционные высоковакуумные насосы имеют начальное рабочее давление в диапазоне нескольких Па, что требует предварительной откачки насосом предварительной ступени до этого давления перед запуском основного насоса. Этот процесс может занимать много времени, поскольку скорость откачки уменьшается с ростом давления.
Молекулярные бустерные насосы
Молекулярные бустерные насосы предлагают решение, сочетающее в себе производительность при среднем и высоком вакууме. Они обладают высокой степенью сжатия и мощной откачкой в диапазоне среднего вакуума, что делает их подходящими для замены традиционных многоступенчатых установок. Эти насосы могут эффективно работать в диапазоне 100-50 Па, значительно снижая нагрузку на предварительную откачку и повышая общую эффективность системы.
Упрощение установок высокого вакуума
Молекулярные бустерные насосы могут упростить установку высокого вакуума, устранив необходимость в насосах Рутса. Для крупномасштабных высоковакуумных приложений усиление способности насоса предварительной ступени к откачке может еще больше сократить время откачки. Насос предварительной ступени также может обслуживать несколько устройств, упрощая конфигурацию вакуумной установки.
Применение в условиях среднего вакуума
В системах среднего вакуума, требующих давления в диапазоне 10-1 Па, часто требуется трехступенчатая насосная установка Рутса. Однако молекулярные бустерные насосы могут достигать полной скорости откачки при давлении 10-1 Па, что делает их реальной заменой двухступенчатых насосов Рутса в трехступенчатых установках среднего вакуума.
Конфигурация и скорость откачки вакуумных систем имеют решающее значение для эффективного достижения желаемых уровней вакуума. Понимание ограничений и возможностей различных вакуумных насосов, таких как высоковакуумные, средне- и низковакуумные, а также использование передовых решений, таких как молекулярные бустерные насосы, позволяет оптимизировать производительность вакуумных систем и упростить их конфигурацию. Такой подход обеспечивает эффективную работу вакуумных систем в различных областях применения, от промышленных процессов до научных исследований.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO