Hoe een vacuümpomp werkt: eenvoudige vragen voor experts
In dit artikel leert u wat vacuüm is, bestaande vacuümniveaus, voor welke kenmerken u een vacuümpomp moet kiezen, wat de classificatie van vacuümpompen is, het werkingsprincipe van een vacuümpomp aan de hand van het voorbeeld van een schroef, membraan en schottenrotor modellen.
De inhoud van het artikel
Vacuüm en zijn niveaus. Doel van de vacuümpomp
Vacuüm is de volledige afwezigheid van materie in een ruimtegebied. Er wordt ook wel sprake van een vacuüm als de gasdruk in de ruimte lager is dan de atmosferische druk. Er zijn 4 vacuümniveaus:
- Klein (honderd pascal of meer)
- Medium (honderd tot een tiende van een pascal)
- Groot (van een tiende tot een tienduizendste van een pascal)
- Hoog (minder dan een tienduizendste pascal)
Een vacuümpomp wordt gebruikt om verschillende vacuümniveaus te creëren. Ze werken allemaal volgens het principe dat ze gas uit een container zuigen, waardoor de druk wordt verlaagd. Er zijn veel factoren die de werking van een vacuümpomp kunnen beïnvloeden: de dichtheid van de aansluiting en de container, het gas dat wordt afgezogen, het vermogen van de apparatuur.
Kenmerken van de vacuümpomp
Er zijn vijf hoofdkenmerken van een vacuümpomp waar u op moet letten bij het kiezen:
- Initiële druk
- Laatste druk
- Maximaal pompvacuümniveau
- Stroom
- Tijd voor het maken van vacuüm
Soorten vacuümpompen
Vacuümpompen zijn verdeeld in twee grote groepen: gasoverdracht en sorptie. Dezelfde zijn onderverdeeld in andere typen, typen. Afhankelijk van het type constructie onderscheiden ze bijvoorbeeld:
- Mechanisch
- Magnetische ontlading
- Jet
- Sorptief
- Cryogeen
Hieronder bekijken we de drie meest populaire typen vacuümpompen: draaischuif-, membraan- en schroefmechanische vacuümpompen.
Hoe werken draaischuifvacuümpompen?
Het werkingsprincipe van draaischuifvacuümpompen is vergelijkbaar met klassieke pompen: ze “zuigen” allebei gas/vloeistof uit de container:
De motor roteert de as met de schijf. Er zijn veel bladen/platen op de schijf geïnstalleerd, die strak tegen de wanden van de behuizing worden gedrukt waarin ze zijn geïnstalleerd. De bladen vormen afgesloten cellen in de pomp. Zo’n cel wordt gevuld met gas uit een container. De motor draait het wiel en een andere cel sluit de inlaatbuis af. De bladen duwen een deel van het gas in de cel naar de uitlaatbuis. Het gas neemt het gehele volume in beslag, van het blad tot de klep van de buis. De messen blijven draaien - het volume neemt af, de druk neemt toe. Het gas drukt op de klep, opent deze en ontsnapt. Door het drukverschil ontstaat er condensatie.
Hoe werken membraanvacuümpompen?
Het werkingsprincipe van membraanpompen is gebaseerd op het veranderen van het ruimtevolume. Hiervoor worden flexibele membranen gebruikt.
Het pomphuis heeft één of twee werkkamers. Ze zijn uitgerust met een flexibel membraan en twee staven - bovenste en onderste. Wanneer het membraan naar binnen wordt “gezogen”, neemt de druk in de afgesloten ruimte af. Hierdoor gaat de onderste staaf - een bal of klep - omhoog, waardoor de gastoevoer wordt afgesloten. Gas uit de leeggepompte container vult de open ruimte.Hierna zet het membraan uit en begint het gas onder druk te zetten. De onderste staaf sluit de gastoevoer af en de bovenste staaf opent onder hoge druk. Vanaf de bovenste staaf stroomt gas naar de uitlaatbuis. Hierna wordt het membraan weer leeggelaten, wordt de container gevuld met lucht en zet deze uit, waardoor deze door de bovenste staaf in de buis wordt gedrukt. De cyclus herhaalt zich.
Hoe schroefvacuümpompen werken
Schroefvacuümpompen bestaan uit een paar schroeven met schroefdraad in een afgedichte behuizing. Schroefvacuümpompen hebben twee gasinlaat- en uitlaatbuizen. Het gas komt er doorheen en komt een afgesloten behuizing binnen met twee schroeven die stevig tegen de wanden en tegen elkaar worden gedrukt. Er is ruimte tussen hen, die wordt ingenomen door gas. Deze ruimte wordt beperkt door de “draden” van een van de schroeven. Zodra de motor de schroeven begint te draaien, creëren hun “draden” een gemeenschappelijke kamer/cel. Deze ruimte is gevuld met gas, waarna de “draad” de toegang tot de kamer blokkeert. Het gas beweegt dus langs de hele schroef naar de uitlaatbuizen. Het wordt er ook uit geduwd door de “draad”. Dat wil zeggen, het gas beweegt door afgedichte cellen tussen de "draden" van de schroeven en ze duwen het uit de pomp.
