View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Martin Kormunda
Přednáška 6
Vývěvy s pracovní komorou: pístové, s valivým pístem, olejové a suché rotační vývěvy, šroubové
vývěvy.
Martin Kormunda
Vývěvy● Základní rozdělení:
● transportní – přenášejí molekuly od vstupního hrdla k výstupnímu (výfukovému) hrdlu
● sorpční – molekuly uschovávají uvnitř (nemají výfukové hrdlo)
Martin Kormunda
Transportní vývěvy - mechanické● nejjednodušší řešení – s pracovní komorou
měnícího se objemu pomocí pohyblivého pístu● Pístová vývěva – historická konstrukce dnes se
nepoužívá – ale funguje i s dřevěným pístem
Martin Kormunda
Pístová vývěva
● Zpětný proud● škodlivý prostor v horní části● netěsnosti – píst, ventily (olej)
● Nízká čerpací rychlost● pohyb pístu se nedá příliš zrychlit
– jak nahradit pohyb pístu?
wikipediahttp://www.lesker.com/newweb/Vacuum_Pumps/vacuumpumps_technicalnotes_1.cfm
Martin Kormunda
Rotační olejový vývěva● kmitavý pohyb pístu nahrazen rotačním
pohybem● nejčastější konstrukce s křídly (lopatkami)● problematické je místo dotyku lopatek se
statorem● excentrický rotor● 3 oblasti
http://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_vane_pump
Martin Kormunda
Rotační olejový vývěva
1 stator2 rotor3 křídla4 pružina
otáčky300 – 1500 min-1
čerpací rychlost do 100 m3/hod
Martin Kormunda
Rotační olejový vývěva
Oblast nasávací● oblast se zvětšuje, nasává (modrá)Oblast transportní● přenos k výfuku (zeleně)Oblast kompresní● plyn se stlačuje až se vyfoukne výfukem
(červeně)
Martin Kormunda
Rotační vývěva - čerpací rychlost
http://www.ulvac.com/vacuum/download/en01_026.pdf
Martin Kormunda
Rotační olejová vývěva
Zpětný tok- čerpaný plyn prochází netěsnostmi mezi sacím a výfukovým hrdlem, kritické je místo styku rotoru a statoru- olejové páry – olej se intenzivně vypařuje – teplota pumpy bývá dost vysoká až 90 oC
Mezní tlak celkový cca několik Pa
Martin Kormunda
Olej ve vývěvě● těsní● maže● chladí lopatkyOlej je velice důležitý, nutné kontrolovat množství a kvalitu (barvu) a měnit ho.Vývěva olej neustále také přečerpává.Pozor olejové spaliny jsou karcinogenní! Buď filtr nebo vývod ven.Existují různé oleje pro čerpání různých par a plynů.
Martin Kormunda
Jak snížit zpětný tok olejových par● dnes jsou jen 2 stupňové r. vývěvy na společné
hřídeli – co 1. vyfukuje, to 2. nasává● 2. stupeň je menší, protože pracuje už se
stlačeným plynem
Martin Kormunda
Dvojstupňové - vlastnosti● čerpací rychlost se nemění, ale klesne zpětný
tok čerpaného plynu (vzduchu)● mezní tlak tedy klesna podle druhu oleje na 0.5
Pa (olej minerální) až 0.05 Pa (olej DC705 - silikonový)
Martin Kormunda
Vodní pára
● nasycený tlak vodních par je při teplotě 80 oC cca 470 mbar
● po dosažení tohoto parciálního tlaku pak páry kapalní
● tlak ve vývěvě při výfuku je cca 1 bar● takže voda tvoří s olejem emulzi a dostává se s
ním i do prvního stupně a zvyšuje zpětný tok do vak. systému
● řešení – gazbalast
Martin Kormunda
Co je gazbalast● ventil k připuštění malého množství vzduchu● tak stoupne tlak ve výfukové komoře vývěvy a
ventil se otevře dříve než parciální tlak vodní páry dosáhne tlaku nutného pro kondenzaci
● Ale trošku to zhorší mezní tlak – viz diagram dříve a sníží čerpací rychlost
Martin Kormunda
Praktické problémy provozu● 3 fázový motor a směr jeho otáčení● hladina oleje a pravidelná výměna● vysoká teplota těla vývěvy je normální● po zastavení zavzdušnit, jinak vzduch vytlačí
olej do aparatury přes výfukový ventil
Martin Kormunda
Příklad - DUO 65 C ● Mezní tlak cca 0,5 Pa● Vysoká čerpací rychlost ● Přijatelné rozměry
Martin Kormunda
Rotační olejový vývěva● jiná konstrukce● s 4-hranou trubicí a rotačním pístem
Martin Kormunda
S rotačním pístem – UniDry 50SM● Vysoká čerpací rychlost● Dobrý mezní tlak ● Velké rozměry
Martin Kormunda
Scroll vývěva● Jak odstranit olejové páry bez vymrazovačky?● Snadno, uděláme vývěvu bez oleje.● Jak ale zajistit těsnění bez oleje?● Precizní výrobou aby se povrchy skoro
dotýkaly.● To je možné v posledních letech.● Design Scroll kompresoru byl navržen 1905
Leonem Creux – nefungoval z důvodu nepřesné výroby.
Martin Kormunda
Scroll pro ostatní aplikace● Design byl pro přeplňování motoru a ne pro
vytváření vakuu u leteckých motorů● 1980 aplikace na WV MK2 Polo GT G40 pod
názvem G-Lander, potom dostupný pro Corrado, Golf a Passat
Martin Kormunda
Jak to funguje?● Pumpa vytváří mezi dvěma povrchy transportní
prostor, který se zmenšuje – komprese● Nakonec je stlačený vzduch vyfouknut● Tvar ploch může být Archimédova spirále
případně nějaká její variace
Martin Kormunda
Scroll vývěva● Animace funkce
http://www.youtube.com/watch?v=s3xulCRrjos● Suchá šneková vývěva je ideální pro čisté a
bezolejové aplikace. Velmi dobře se hodí k předčerpávání turbomolekulárních vývěv (klasických i hybridních), k evakuování vkládacích zařízení, předčerpávání vakuových systémů s velkým tokem čerpaných plynů.
http://www.youtube.com/watch?v=s3xulCRrjos
Martin Kormunda
Scroll vývěva - vlastnosti● Například Agilent SH-110 – 90l/min● Mezní tlak cca 0,6 Pa● Pozor čerpané médium nesmí obsahovat
částice
Průběh čerpací rychlosti podobný rotační vývěvě – může ji nahradit.
Martin Kormunda
Pístová bezolejový vývěva● Existuje, problém se třením řešen použitím
Teflonu – kluzné povrchy● Musí být více stupňová● Pro spíše měřící přístroje● Například: Pfeiffer XtraDry
Martin Kormunda
Princip funkce● http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/da/DiaphragmPump.gif●
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/da/DiaphragmPump.gif
Martin Kormunda
Vlastnosti● Mezní tlak desítky Pa● Snadná údržba – písty lze vyměnit za 30 minut
Martin Kormunda
Nahrazení pohyblivých pístů a bez těsnění
● Ano, nahradíme tenkou ohebnou membránou● Membránová vývěva – častá pro laboratorní
aplikace (i membrána se opotřebuje)● Obvykle 2 stupňová● Např. Pfeiffer MVP 020
Martin Kormunda
Membránová vývěva - vlastnosti● Mezní tlak desítky Pa● Poměrně malá čerpací rychlost
Martin Kormunda
Šroubová vývěva● Pracuje na principu posunu plynu po šroubu● Starý princip - Archimédes (3. st. přnl)
(Philadelphia: J. B. Lippincott Company, 1875
Martin Kormunda
Principiální realizace
Martin Kormunda
Šroubová vývěva● Vysoká čerpací rychlost s vnitřní kompresí p.● Dobrý mezní tlak● Velké rozměry Hepta 200 délka 165 cm
Martin Kormunda
Další program● ukázka vývěv v laboratoři
Martin Kormunda
Literatura● Katalogy výrobců● Kurzy viz např.
http://lpc1.clpccd.cc.ca.us/lpc/tswain/Lectures.htm●
http://lpc1.clpccd.cc.ca.us/lpc/tswain/Lectures.htm
Slide 1Slide 2Slide 3Slide 4Slide 5Slide 6Slide 7Slide 8Slide 9Slide 10Slide 11Slide 12Slide 13Slide 14Slide 15Slide 16Slide 17Slide 18Slide 19Slide 20Slide 21Slide 22Slide 23Slide 24Slide 25Slide 26Slide 27Slide 28Slide 29Slide 30Slide 31Slide 32Slide 33
Recommended