Пластинчато-роторные (маслозаполненные) вакуумные насосы используются во многих задачах, где жидкостно-кольцевые насосы не являются предпочтительным выбором, благодаря работе без воды и компактной конструкции. Насосы серии GPM производства Gücüm Pompa способны достигать 0,5 мбар (у меньших моделей — 1 мбар) при закрытом газобалласте. В этой статье мы разберём, что означает такая глубина вакуума на практике и для каких типов применений обычно требуется вакуум такого уровня.
Содержание
- Что означает уровень вакуума 0,5 мбар?
- Как пластинчато-роторные насосы достигают этого уровня?
- Почему вакуумная пропитка требует глубокого вакуума?
- Почему дегазация смол и эпоксидных составов зависит от глубокого вакуума?
- Как глубокий вакуум используется в вакуумной упаковке?
- Какую роль пластинчато-роторный насос играет в лабораторных и форвакуумных применениях?
- На что обратить внимание при выборе модели?
- Часто задаваемые вопросы
Что означает уровень вакуума 0,5 мбар?
Как отмечалось в статье «Как читать значения абсолютного давления, мбар и мм рт. ст. в каталоге вакуумного насоса?», стандартное атмосферное давление составляет примерно 1013 мбар. Достижение абсолютного давления 0,5 мбар означает удаление более 99 % газа, изначально присутствовавшего в среде. Это заметно глубже диапазона 33–40 мбар, который обычно достигают жидкостно-кольцевые насосы.
На практике такой глубокий вакуум применяют в процессах, требующих эффективного удаления газа или пара даже из самых мелких пустот внутри материала, — типы таких применений мы рассмотрим в следующих разделах.
Как пластинчато-роторные насосы достигают этого уровня?
Как объяснялось в статье «Что такое газобалласт и как он справляется с водяным паром в пластинчато-роторном вакуумном насосе?», согласно каталогу, пластинчато-роторный насос способен достигать 0,5 мбар (у меньших моделей — 1 мбар) при закрытом газобалласте; открытие газобалласта для защиты от водяного пара повышает это значение до 1,5 мбар. Поэтому для применения, нацеленного на 0,5 мбар, процесс должен иметь газовый поток с низкой влажностью или без пара.
Масляный бак, установленный на самом насосе, работа без воды и компактная конструкция позволяют обеспечивать такую глубину вакуума относительно небольшим оборудованием без водной инфраструктуры — это делает пластинчато-роторные насосы удачным выбором для малых или лабораторных применений, где жидкостно-кольцевые системы непрактичны.
Почему вакуумная пропитка требует глубокого вакуума?
Вакуумная пропитка — это процесс, при котором из пористых материалов (обмоток электродвигателей, литых деталей, древесины) удаляется воздух, чтобы на его место проникла пропитывающая смола, лак или иная жидкость. Если воздух, застрявший в порах материала, не удалён полностью, пропитывающая жидкость не сможет полностью заполнить эти пустоты, и в готовом изделии останутся воздушные карманы, создающие слабые места с точки зрения электрической изоляции или механической прочности.
Для эффективного удаления воздуха из пор требуется опуститься значительно ниже уровней, близких к атмосферному давлению; в общей инженерной практике для таких процессов обычно предпочитают вакуум на субмиллибарном уровне. В этом контексте пластинчато-роторный насос, достигающий 0,5 мбар, может стать практичным решением для линий пропитки среднего масштаба.
Почему дегазация смол и эпоксидных составов зависит от глубокого вакуума?
При смешивании смол, эпоксидных составов или литейных компаундов в материал попадают пузырьки воздуха. Если эти пузырьки не удалить до отверждения материала, они могут вызвать визуальные дефекты, механическую слабость или частичные разряды в электротехнических применениях.
В процессе вакуумной дегазации материал помещают в вакуумную камеру и снижают давление; падение давления позволяет захваченным пузырькам воздуха расшириться, подняться на поверхность и лопнуть. Требуемая для этого глубина вакуума зависит от вязкости материала и размера пузырьков, но обычно предпочтителен субмиллибарный уровень; пластинчато-роторный насос, достигающий 0,5 мбар, обеспечивает подходящую производительность для такой дегазации.
Как глубокий вакуум используется в вакуумной упаковке?
При вакуумной упаковке пищевых и некоторых промышленных изделий удаление как можно большего количества воздуха из упаковки важно для продления срока годности и замедления окисления. Более глубокий уровень вакуума дополнительно снижает остаточное содержание кислорода внутри упаковки, усиливая этот эффект.
Работа без воды, компактность и относительно тихая работа пластинчато-роторных вакуумных насосов облегчают их интеграцию в производственные линии вакуумной упаковки — практичное преимущество, особенно на предприятиях с непрерывным производством.
Какую роль пластинчато-роторный насос играет в лабораторных и форвакуумных применениях?
В лабораторных условиях такое оборудование, как роторные испарители, вакуумные печи или установки вакуумной фильтрации, нуждается в вакууме средней или большой глубины для таких процессов, как выпаривание растворителя или сушка образцов. Пластинчато-роторные насосы — широко используемая технология в подобном лабораторном оборудовании.
В более сложных вакуумных системах — например, в установках нанесения покрытий или аналитических приборах, требующих высокого вакуума, — пластинчато-роторный насос часто выполняет роль «форвакуумной» ступени: он снижает давление в системе от атмосферного до миллибарного уровня, после чего в работу вступает вторичный насос, способный достичь гораздо более глубокого вакуума (например, турбомолекулярный насос). Такой двухступенчатый подход следует похожей ступенчатой логике, которую мы рассматривали в статье «Что такое вакуумный бустер и как он достигает вакуума, недоступного жидкостно-кольцевому насосу?».
На что обратить внимание при выборе модели?
При выборе модели под цель в 0,5 мбар в первую очередь нужно учитывать влажность или паровую нагрузку процесса; как отмечалось в статьях «Что такое газобалласт и как он справляется с водяным паром в пластинчато-роторном вакуумном насосе?» и «Как выбрать вакуумный насос для процессов с интенсивным выделением пара?», если газобалласт приходится держать открытым из-за парового газового потока, достижимый вакуум остаётся на уровне 1,5 мбар, и цель 0,5 мбар недостижима.
Требуемая быстрота откачки (м⊃3;/ч) также следует выбирать из модельного ряда Gücüm Pompa — от GPM 11 до GPM 308: модели меньшей производительности подходят для небольших лабораторных применений, а модели большей производительности стоит рассматривать для промышленных линий.
Часто задаваемые вопросы
Является ли 0,5 мбар очень глубоким вакуумом?
В промышленном масштабе его можно считать вакуумом средней-большой глубины; он заметно глубже диапазона 33–40 мбар, типичного для жидкостно-кольцевых насосов, но значительно уступает уровням, которых достигают технологии высокого и сверхвысокого вакуума, например турбомолекулярные насосы.
Можно ли достичь 0,5 мбар при открытом газобалласте?
Нет. Согласно каталогу Gücüm Pompa, максимальный вакуум, достижимый при открытом газобалласте, составляет 1,5 мбар для всех моделей. Для цели в 0,5 мбар газобалласт нужно держать закрытым, а это, в свою очередь, требует, чтобы газовый поток процесса имел низкую влажность.
Какую производительность выбрать для вакуумной пропитки?
Требуемая производительность зависит от объёма пропитываемых деталей и размера камеры. Для точного подбора модели рекомендуется передать данные процесса (объём камеры, целевое время откачки) в техническую службу Gücüm Pompa.
Может ли пластинчато-роторный насос всегда заменить жидкостно-кольцевой?
Нет. Как отмечалось в статье «Что подходит лучше: жидкостно-кольцевой или пластинчато-роторный вакуумный насос?», выбор зависит от таких факторов, как устойчивость к пару, требуемая производительность и доступность воды. Для процессов с большим количеством пара или высокой производительностью жидкостно-кольцевые насосы обычно более подходят.
