משאבות דחיסה פנימיות מסוג ואקום הן מכשירים אלקטרומכניים שנמצאים בשימוש נרחב במדע ובתעשייה. היקף השימוש בהם כולל תהליכים טכנולוגיים מסוימים, כתוצאה מהם נוצר ואקום עמוק. הפרודוקטיביות הממוצעת של מכשירים היא עד 35 מ ק לשעה. בשל נוכחותה של סביבה יבשה לחלוטין, משאבה כזו יכולה לשמש גם לשאיבת גזים פעילים. שקול את התכונות והיתרונות של ציוד זה.
היסטוריית הבריאה
הניסיונות הראשונים ליצור משאבת ספירלה יכולים להיחשב כמדידה של קריאות לחץ אטמוספרי, שבוצעה על ידי פיזיקאי איטלקי בשם Torricelli. לאחר שלמד את המידע שהתקבל, הוא הגיע למסקנה שיש ואקום, מה שהוכיח במהרה את השערתו.
העיצוב הקלאסי של המכשיר המדובר נוצר בתחילת המאה ה-18 על פי הפרויקט של המהנדס הצרפתי לאון קרויה. המדען פיתח מנגנון המבוסס על מכשיר סיבובי עם שתי ספירלות בגובה קבוע. יחד עם זאת, אחד האלמנטים נשאר קבוע ביציבות ומוצמד לגוף. הספירלה השנייה גולשת בחלק הפנימי לאורך הנתיב המסלולי.
ייצור סדרתי של ספירלהמשאבות ואקום הוקמו מאז 1980. הדגמים הראשונים סיפקו שאיבת אוויר ולחץ עבור מנועים ומזגנים. כעת היקף השימוש במדחסים כאלה התרחב באופן משמעותי, כולל פעילות כלכלית, הנדסת חלל ותעשייה. שינויים ספירליים מופעלים בעיקר במעבדות ובמפעלים.
תכונות
שתי ספירלות ממוקמות ביניהן בזווית של 180 מעלות. הם יוצרים תאים בצורת חצי סהר שבהם תנועת הגז מסופקת מהפרש הלחצים שבהם. מנוע חשמלי מעביר מומנט לפיר, לאחר מכן הספירלות עושות תנועה מסלולית, ונפח הגז, המתכווץ בהדרגה, נוטה לחלק המרכזי.
מכשירים כאלה שייכים למעמד של משאבות גלילה קדמיות ואקום מסוג יבש עם דחיסה פנימית. העיצוב אינו מספק שימוש בשמנים לאיטום אלמנטים מזדווגים. ניתן להפעיל את המשאבות המדוברות בתנאים עם סבירות גבוהה לעיבוי.
יתרונות
יתרונות עיקריים של משאבות גלילה:
- היעדר מוחלט של אדי שמן מאפשר שימוש במכשירים ליצירת רכיבים טהורים מבחינה כימית בוואקום.
- במהלך הפעולה לא מצטברים חומרים שוחקים בפנים, מה שמאריך את חיי החלקים המכניים, מה שמבטיח מקדם יציבות גבוה.
- חוסר רעש ורטט נמוך מאפשר להשתמש במכשיר בחדרים שבהם יש אנשים.
- התנעה והפעלת המשאבהדורש מאמץ מינימלי.
- המכשיר קל משקל, אינו דורש מסגרת או מסגרת מיוחדת להובלה.
- קומפקטי. ישנם אפילו שינויים בשולחן העבודה.
- אמינות של רכיבים מכניים ואלקטרוניקה.
- היחידות מצוידות במערכות מיוחדות לאיטום מסבים, איטום גלים, הסרת אבק ומוצקים.
- יעילות גבוהה (כ-95%).
- טווח לחץ פעולה רחב ואפשרות שאיבה דיוק גבוהה.
- החום הנפלט מינימלי, יש מערכת קירור אטמוספירית מלאה.
- כמעט כל הדגמים מצוידים במונה שעות, אינם דורשים תחזוקה מורכבת ויקרה.
Package
העיצוב של משאבת הגלילה משתנה לפי יצרן, אבל כל עיצוב כולל אלמנטים בסיסיים, כלומר:
- גוף ברזל מזויף, מצופה חצי עבה.
- סטנד (המרחק למגילה הניתנת להזזה הוא מ-0.05 ל-0.01 מ"מ).
- מנגנון משקל נגד.
- חלק נע שיוצר סיבוב מסלול.
- מכשיר נגד שיבוש.
- פיר אקצנטרי (מונע חשמלי).
- מפוח האוטם חיבורים כדי למנוע הכנסת אדי שמן.
- אטם גומי עמיד בשומן.
איך זה עובד?
עקרון הפעולה של משאבת הגלילה הוא להוצאת גז מהחלק ההיקפי למרכז באמצעות אלמנט נע היוצר שתי סדרות של נפחים בצורת סהר. לאחר מכן הנפח נשאב דרך חדר האדים והחור באמצע לוחית הקצה של המיטה הקבועה.
מספר הסיבובים של מחזור עבודה מלא עם מנת גז אחת זהה למספר הסיבובים של הספירלה. לשם כך נעשה שימוש במעורפל, בספירלת ארכימדס, בקשתות שונות של מעגלים ובווריאציות שלהם.
ההבדל העיקרי בין פעולת היחידה המדוברת הוא שיניקה, דחיסה ופריקה מתבצעות באופן סינכרוני, בו זמנית במספר חללים. פיזור הגז בין מגזרי לחץ נמוך וגבוה מופחת עקב הפרדת הנפחים ביניהם. החלטה זו אפשרה לנטוש לחלוטין את השימוש בשסתומי פריקה ויניקה.
Anest Iwata Scroll Pumps
יחידות אלה מיוצרות על ידי חברה יפנית מאז 1990. משאבות אלו משמשות במגוון יישומים, לרבות תנורי ואקום, ציוד מעבדה, עיבוד יונים, מערכות קיבוע. המכשיר כולל מנגנון מאוזן היטב, פעימות ורעש נמוכים, ומוגן היטב מפני כניסת שמן או חלקיקים לתא הוואקום.
מאפיינים קצרים על דוגמה של שינוי Anest Iwata ISP-90:
- סוג קירור - אוויר.
- מהירות שאיבה - 90 ליטר לדקה ב-50 הרץ.
- וואקום מקסימלי - 5 פא.
- צריכת חשמל - 0.15 קילוואט.
- רמת רעש - 52 dB.
- משקל - 13 ק"ג.
- מימדים –308/182/225 מ"מ.
- מתח עבודה - 220 V.
XDS35i משאבת ואקום גלילה ללא שמן
מכשיר זה משתמש בטכנולוגיית כניסת המפוחים המוגנת בפטנט כדי לבודד לחלוטין את המסבים מתא העבודה. עיצוב זה מבטל חדירת רכיבים פעילים כימית ושמנוניים לתוכו. יציאת הממשק הלוגי מאפשרת לך לכוונן את מהירות הציר.
פרמטרים:
- פרודוקטיביות - 43 m3/h.
- שאיבה למקסימום - 35 מטר מעוקב/שעה.
- מגבלת לחץ יציאה - 1 בר.
- הספק מנוע - 520 W.
- טמפרטורת הפעולה היא 10-40 מעלות.
- משקל - 48 ק"ג.
- רעש - 57 dB.
Application
משאבות צנטריפוגליות ספירליות נמצאות בשימוש בהצלחה בתחומים שונים. להלן רשימה של היעדים העיקריים:
- ברפואה - לניקוי רכיבים מחומרים שונים תחת ואקום כמעט מלא (מאווררים והנשמה מלאכותית).
- בתרופות - לחיטוי תרופות (אנטיביוטיקה) ממוצרי פסולת של מיקרואורגניזמים.
- בתעשייה - כמכשיר ואקום קדמי בעת הרכבת משאבות טורבומולקולריות או דיפוזיה.
- לביצוע מחקר פיסיקלי בחקר פולימרים רגישים לאור וגזים מועדרים.
- Bבדיקות - לדמות חוסר משקל ווואקום גלי (בעת בדיקת לוויינים, בלוני מזג אוויר, מודולי מסלול, מטוסים, רקטות).
- במחקר ביולוגי - לחקור את השפעת הוואקום על צורות חיים שונות.
- במיקרו-אלקטרוניקה - לייצור מוליכים למחצה בתנאים של פילוס פעולת החמצון
- בתעשייה הכימית - ליצור זרימה מתמדת של חומרי גלם (פיצול של חומר לשברים, למשל, בעת יצירת אסטרים).
- בתעשיית המזון, אריזת סחורה בשרוול פלסטיק.
- בייצור של מכשירים אופטיים-מכניים מורכבים (מיקרוסקופים אלקטרוניים).
לסיכום
הרשימה לעיל היא לא כל האזורים שבהם נעשה שימוש במשאבת גלילה ואקום. ציוד כזה מקל מאוד על מגוון פעילויות. במיוחד למכשיר אין תחליף במקרים בהם נדרשת יצירת ואקום נטול שמן. יש לציין כי כיוון זה רווח בענף הפיתוח והייצור של ציוד שאיבה. בשל האפשרויות הרחבות ומאפייני העיצוב, נוצרים דגמים, הן בעיצוב תעשייתי והן בגרסאות קומפקטיות (שולחניות).
