Что такое турбомолекулярный вакуумный насос, применение

Ничем не заполненное пространство, называется вакуумом. Оно имеется в космосе, производится в испытательных лабораториях и в промышленности. Чтобы воссоздать вакуум прибегают к использованию специального оборудования, создающего низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум, в зависимости от нужных параметров. Добиться этого можно при помощи конструкции, именуемой как турбомолекулярный насос (ТМН).

Как выглядит турбомолекулярный насос

Турбомолекулярный насос, является компрессором, работающим исключительно с набором определённых параметров давления на выходе и входе, то есть давление не должно пересекать определённый уровень. Для этого используют дополнительный насос, поддерживающий выходное давление, чтобы основное устройство приступило к работе.

В процессе работы турбомолекулярного и вспомогательного насоса, сжимающиеся газы проходят несколько состояний:

  • Газообразное.
  • Вязкое.
  • Молекулярное.
  • Промежуточное.

Турбомолекулярный насос (ТМН) по конструкции и принципу действия напоминает диффузионный насос, быстро преобразовывающий газовые среды в вакуумные. Из-за взаимодействия газов с высокоскоростными поверхностями, среды двигаются внутри ТМН в нужном направлении. Турбомолекулярные насосы работают по принципу кинетических вакуумизирующих устройств.

Конструктивные особенности турбомолекулярного насоса:

  • Основной элемент ТМН – ротор, вращающийся внутри корпуса. Изготовлен, в виде турбины с лопатками и дисками.
  • При работе ротор взаимодействует со статором.
  • Основной элемент изготовлен из алюминиевого сплава, улучшающего износоустойчивость и прочность алюминия, что гарантирует долгий срок эксплуатации насоса.
  • На поверхности ротора сформированы своеобразные спиральные канавки, обеспечивающие качество перекачки. Их форма и размер изменяются от выхода к входу, чтобы обеспечить многоуровневое сжатие газообразных сред (например, азота до 10-9).

Однако стоит отметить, что эффективность перекачивания сред снижается при увеличении веса молекул у перекачиваемого сырья.

Сравнительно со старыми моделями турбомолекулярных насосов (ТМН), новые обладают большей износоустойчивостью, поскольку в них встроены подшипники с шариками из керамики, а не из металла, из-за чего они легче (весом), не создают внутреннего напряжения под влиянием центробежных сил и снижают нагрузку на функционирующее устройство. Они меньше подвергаются коррозии, чем и улучшают эксплуатационные характеристики насосов. Кроме того, такие подшипники твёрже и меньше поддаются разрушению при контакте поверхностей

Принцип работы турбомолекулярного насоса

Турбомолекулярный насос (ТМН) изготовлен вполне просто, поскольку представляет собой округлый вращающийся диск с лопастями. При вращении вторых, оказывается влияние на газовые молекулы, переносящиеся в механическую энергию. Далее они проходят из входного патрубка, сквозь статорные канавки. В процессе газы сжимаются и продвигаются к нагнетательному отверстию, откуда выходят при помощи подкачивающего устройства.

Следовательно, в процессе работы ТМН, газы проходят следующие этапы:

  • Поступление газов в рабочий отсек ТМН происходит через всасывающий патрубок.
  • Сжатие газовых сред выполняется, путём их прохождения сквозь несколько турбомолекулярных ступеней.
  • Выход осуществляется при помощи подкачивающего насоса.

Данного типа устройства способны вакуумизировать газовые среды, даже при интенсивных нагрузках до 50Па. Основной элемент конструкции – ротор, способен работать со скоростью – 24 000-90 000 оборотов в минуту и включаться от различного питания, включая генератор. В зависимости от бренда, вакуумизирующий турбомолекулярный насос может иметь различные геометрические формы и исполнение, в виде горизонтальной или вертикальной конструкции.

Конструкция турбомолекулярного насоса

Особенности монтажа турбомолекулярного насоса (ТМН)

При установке горизонтальных устройств, требуется направлять выходной фланец к низу, во избежание сбора конденсатов (паров) из форвакуумного трубопровода, расположенного в районе подшипника. Это позволит избежать повреждения подшипника и продлить эксплуатационный срок турбомолекулярного насоса.

Преимущества турбомолекулярных насосов (при правильном монтаже конструкции):

  • Осуществление сверхвысокого безмасляного вакуума.
  • Обширный рабочий диапазон давления.
  • Возможность обработки коррозийных и инертных газов в больших объёмах.

Кроме этого устройство не вызывает трудностей во время ремонта и обслуживания, быстро запускается и хорошо перекачивает, даже тяжёлые газы.

Какие могут возникнуть трудности при эксплуатации турбомолекулярного насоса:

  • Состояние смазки подшипников нужно контролировать, иначе они выйдут из строя.
  • Дисбаланс между статором и роторными лопастями, могут спровоцировать преждевременную изнашиваемость подшипников.
  • Резкие скачки атмосферного давления опасны для турбомолекулярного насоса, поскольку они повреждают целостность лопастей, что приводит в поломке ТМН.

Выполнять смазку подшипников вручную очень сложно, поэтому рекомендуется отдавать устройство в сервисный центр.

Турбомолекулярный насос в аппаратах МРТ

Благодаря применению вакуумного оборудования появилось множество предприятий, изготавливающих продукты и, добывающих полезные ископаемые.

Также благодаря турбомолекулярным насосам стало возможно:

  • Ускорение частиц.
  • Изготовление полупроводников.
  • Космическая промышленность.
  • Термоядерный синтез.
  • Высококачественная медицина.

Современные устройства для обследования человека встроены внутрь устройств МРТ, КТ, поскольку без масс-спектрометра, в состав которого входит турбомолекулярный насос, тщательная диагностика невозможна.

Благодаря масс-спектрометру с турбомолекулярным насосом можно:

  • Идентифицировать биомолекулы.
  • Исследовать их, и выявить отклонения в человеческом здоровье.

МРТ, работающее при помощи масс-спектрометра и турбомолекулярного насоса

Особенности покупки турбомолекулярного насоса

Прежде чем покупать турбомолекулярный насос, стоит убедиться, что этот бренд сможет выполнять нужный вам объём работ. Для этого ознакомьтесь с документами производителя и оцените производительность выбранного устройства. Также обратите внимание на подлинность ТМН. Это позволит избежать покупки подделки, что отразиться на эксплуатационном качестве и сроке службы изделия.

Купить ТМН в Москве можно несколькими способами:

  • Через интернет.
  • В специализированных магазинах.

Второй вариант надёжней, поскольку магазин предоставит качественное оборудование, предъявит советующие документы (по требованию потребителя) и гарантийный срок. Также при поломке (по истечению гарантии), вы сможете воспользоваться тех. обслуживанием. Благодаря этому можно устранить поломки турбомолекулярного насоса, а не приобретать новый, на чём вы можете сэкономить.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *