Le pompe scroll a compressione interna di tipo sottovuoto sono dispositivi elettromeccanici ampiamente utilizzati nella scienza e nell'industria. L'ambito del loro utilizzo include alcuni processi tecnologici, a seguito dei quali viene creato un profondo vuoto. La produttività media dei dispositivi è fino a 35 metri cubi / h. A causa della presenza di un ambiente completamente asciutto, tale pompa può essere utilizzata anche per il pompaggio di gas attivi. Considera le caratteristiche e i vantaggi di questa attrezzatura.
Storia della creazione
I primi tentativi di creare una pompa a spirale possono essere considerati la misurazione delle letture della pressione atmosferica, effettuata da un fisico italiano di nome Torricelli. Dopo aver studiato le informazioni ricevute, ha concluso che c'era un vuoto, dimostrando presto la sua ipotesi.
Il design classico del dispositivo in questione è stato creato all'inizio del 18° secolo secondo il progetto dell'ingegnere francese Leon Croix. Lo scienziato ha sviluppato un meccanismo basato su un dispositivo rotante con due spirali a passo costante. Allo stesso tempo, uno degli elementi rimane fisso e fissato al corpo. La seconda spirale scorre nella parte interna lungo il percorso orbitale.
Produzione in serie di spiralile pompe per vuoto sono state istituite dal 1980. I primi modelli prevedevano l'estrazione dell'aria e la pressurizzazione per motori e condizionatori d'aria. Ora l'ambito di utilizzo di tali compressori si è notevolmente ampliato, includendo attività economiche, ingegneria spaziale e industria. Le modifiche a spirale vengono eseguite principalmente nei laboratori e nelle imprese.
Caratteristiche
Due spirali si trovano l'una nell' altra con un angolo di 180 gradi. Creano scomparti a forma di mezzaluna in cui il movimento del gas è fornito dalla differenza di pressione al loro interno. Un motore elettrico trasmette la coppia all'albero, dopodiché le spirali compiono un movimento orbitale, ed il volume del gas, gradualmente restringendosi, tende alla parte centrale.
Tali dispositivi appartengono alla classe delle pompe a prevuoto scroll del tipo a secco con compressione interna. Il design non prevede l'uso di oli per sigillare gli elementi di accoppiamento. Le pompe in questione possono funzionare in condizioni con elevata probabilità di condensazione.
Pro
Principali vantaggi delle pompe scroll:
- La completa assenza di vapori d'olio consente l'utilizzo di dispositivi per creare componenti chimicamente puri nel vuoto.
- Durante il funzionamento, gli abrasivi non si accumulano all'interno, prolungando la vita delle parti meccaniche, garantendo un elevato coefficiente di stabilità.
- La mancanza di rumore e le basse vibrazioni consentono di utilizzare il dispositivo in ambienti con presenza di persone.
- Avvio e avviamento della pomparichiede uno sforzo minimo.
- Il dispositivo è leggero, non richiede un telaio o un telaio speciale per il trasporto.
- Compatto. Ci sono anche modifiche al desktop.
- Affidabilità dei componenti meccanici ed elettronici.
- Le unità sono dotate di sistemi speciali per la tenuta dei cuscinetti, la tenuta dell'albero, la rimozione di polvere e solidi.
- Alta efficienza (circa 95%).
- Ampia gamma di pressioni di esercizio e opzione di pompaggio ad alta precisione.
- Il calore emesso è minimo, c'è un vero e proprio sistema di raffreddamento atmosferico.
- Quasi tutti i modelli sono dotati di contaore, non richiedono manutenzioni complesse e costose.
Pacchetto
Il design della pompa scroll varia in base al produttore, ma qualsiasi design include elementi di base, vale a dire:
- Corpo in ferro forgiato, rivestito semispesso.
- Stand (la distanza dalla pergamena mobile va da 0,05 a 0,01 mm).
- Meccanismo contrappeso.
- Parte mobile che effettua la rotazione orbitale.
- Dispositivo anti-jamming.
- Albero eccentrico (azionato elettricamente).
- Un soffietto che sigilla i giunti per prevenire l'introduzione di vapori d'olio.
- Guarnizione in gomma resistente al grasso.
Come funziona?
Il principio di funzionamento della pompa scroll è quello diespulsione dei gas dalla parte periferica al centro mediante un elemento mobile che crea due serie di volumi a forma di mezzaluna. Quindi il volume viene pompato attraverso il bagno turco e il foro al centro della piastra terminale del letto fisso.
Il numero di rotazioni di un ciclo di lavoro completo con una porzione di gas è identico al numero di giri della spirale. Per questo vengono utilizzati l'evolvente, la spirale di Archimede, vari archi di cerchio e le loro variazioni.
La principale differenza tra il funzionamento dell'unità in questione è che l'aspirazione, la compressione e lo scarico vengono eseguiti in modo sincrono, contemporaneamente in più cavità. La diffusione del gas tra i settori di bassa e alta pressione è ridotta a causa della separazione dei volumi tra di loro. Questa decisione ha permesso di abbandonare completamente l'uso delle valvole di scarico e aspirazione.
Pompe a scorrimento Anest Iwata
Queste unità sono state prodotte da un'azienda giapponese dal 1990. Queste pompe sono utilizzate in una varietà di applicazioni, inclusi forni a vuoto, apparecchiature di laboratorio, elaborazione ionica, sistemi di sputtering. Il dispositivo è caratterizzato da un meccanismo ben bilanciato, basse pulsazioni e rumore ed è ben protetto contro l'ingresso di olio o particelle nella camera a vuoto.
Breve caratteristiche sull'esempio di modifica Anest Iwata ISP-90:
- Tipo di raffreddamento - aria.
- Velocità di pompaggio - 90 l/min a 50 Hz.
- Vuoto massimo - 5 Pa.
- Consumo energetico - 0,15 kW.
- Livello di rumore - 52 dB.
- Peso - 13 kg.
- Dimensioni –308/182/225 mm.
- Tensione di lavoro - 220 V.
Pompa per vuoto scroll senza olio XDS35i
Questo strumento utilizza la tecnologia brevettata di input del movimento a soffietto per isolare completamente i cuscinetti dal vano di lavoro. Questo design elimina l'ingresso di componenti chimicamente attivi e oleosi al suo interno. La porta dell'interfaccia logica consente di regolare la velocità dell'albero.
Parametri:
- Produttività - 43 m3/h.
- Pompaggio al massimo - 35 metri cubi / h.
- Limite di pressione in uscita - 1 bar.
- Potenza motore - 520 W.
- La temperatura di esercizio è di 10-40 gradi.
- Peso - 48 kg.
- Rumore - 57 dB.
Applicazione
Le pompe centrifughe a spirale sono utilizzate con successo in vari campi. Di seguito è riportato un elenco delle principali destinazioni:
- In medicina - per la pulizia di componenti di varie sostanze sotto vuoto quasi completo (ventilatori e respirazione artificiale).
- Nei prodotti farmaceutici - per la disinfezione dei farmaci (antibiotici) dai prodotti di scarto dei microrganismi.
- Nell'industria - come dispositivo di prevuoto durante l'assemblaggio di pompe turbomolecolari o di tipo a diffusione.
- Per aver condotto ricerche fisiche nello studio dei polimeri fotosensibili e dei gas rarefatti.
- Btest - per simulare l'assenza di gravità e il vuoto ondulato (durante i test di satelliti, palloni meteorologici, moduli orbitali, aerei, razzi).
- Nella ricerca biologica - per studiare l'effetto del vuoto su varie forme di vita.
- In microelettronica - per la fabbricazione di semiconduttori in condizioni di livellamento dell'azione ossidativa.
- Nell'industria chimica - per creare un flusso costante di materie prime (suddivisione del materiale in frazioni, ad esempio, durante la creazione di esteri).
- Nell'industria alimentare, l'imballaggio delle merci in una custodia di plastica.
- Nella fabbricazione di dispositivi ottico-meccanici complessi (microscopi elettronici).
In chiusura
L'elenco sopra non riguarda tutte le aree in cui viene utilizzata la pompa scroll per vuoto. Tali apparecchiature facilitano notevolmente una varietà di attività. Soprattutto il dispositivo è insostituibile nei casi in cui è richiesta la creazione di un vuoto senza olio. Va notato che questa direzione sta prevalendo nel settore dello sviluppo e della produzione di apparecchiature di pompaggio. Grazie alle ampie possibilità e alle caratteristiche di design, vengono realizzati modelli sia in versione industriale che compatta (da tavolo).
