Vákuum szivattyú, vákuumpumpa
Vákuum előállítására különbözö elven működő berendezéseket, vákuumszivattyúkat, vagy más néven vákuunpumpákat használunk.
A vákuum latin eredetű szó (vacuus), melynek jelentése: üres, valamitől megfosztott.
A vákuum egy olyan térfogat, amely nem tartalmaz anyagot, így a benne lévő nyomás sokkal alacsonyabb, mint az átlagos légnyomás. (egy tér soha nem lehet teljesen üres, a „tökéletes vákuum" is inkább csak filozófiai fogalom.)
__________
A térfogatkiszorítás elvén működnek a lengő- és forgódugattyús vákuumszivattyúk (a lengődugattyús, a membrán, a vízgyűrüs, a csúszólapátos és a rotációs vákuumszivattyú).
Ezeknek vákuumszívattyúként történő működtetése úgy történik, hogy az evakuálandó teret a szívóvezetékkel összekötik. Amikor a henger megtelt gázzal, a két teret elzárják egymástól, a hengerben lévő gázt komprimálják, és a környezetbe ürítik. Áramlástani elven működik a turbó-vákuumszivattyú, mig a víz- és gőzsugár-vákuumszivattyúk ún. injektor elven működnek.
Lengődugattyús vákuumszivattyúk
Működésük és szerkezetük a lengődugattyús kompresszoréhoz hasonló. Itt is szükséges a hűtés. A szállítás részműveletei is azonosak (nyomás csökkenés, szívás, sűrítés, áttolás). Mivel a nyomásarány igen nagy, így jelentős a káros tér hatása is. Ezt úgy csökkentik, hogy a káros térben komprimált levegőt a szívás kezdete előtt átengedik a dugattyú másik oldalára. Ha kicsi a káros tér, a káros térből kiáramló levegő a henger egész térfogatában expandál, így a káros térben csökken a nyomás, és a szívás rögtön a dugattyú visszaindulásakor megkezdődik.
Membrán-vákuumszivattyúk
A membránkompresszorokhoz hasonlóan működnek. Jelentőségük az olajmentes vákuum előállításánál és az agresszív gázok elszívásánál van.
A nagyobb méretű rajz 4,8 kB Vízgyűrűs (folyadékgyűrűs)-vákuumszivattyúk Fekvő hengeralakú házban excentrikusan elhelyezett csillag alakú forgó lapátrendszer centrifugális erőteret hoz létre. A hengert kb. egyharmad részéig vízzel töltik meg, mivel a segédközege általában víz. (De lehet más folyadék is.) A folyadék nem nyelhet el gázt, és nem léphet vele reakcióba. A víz a centrifugális erőtér hatására a hengerrel koncentrikus gyűrű alakot vesz fel. A járókerék lapátjai és a vízgyűrű között forgás közben változó térfogatú kamrák jönnek létre.
Ahol a kamrák növekednek, ott vákuum keletkezik, itt helyezkedik el a szívónyílás. A járókerék másik oldalán a kamrák térfogata csökken, itt helyezkedik el a nyomónyílás. (Térfogatkiszorítás elve.) A felesleges víz felül távozik. A víz a gáz hűtését és a tömszelence kenését is ellátja. A jó vákuum eléréséhez alacsony hőmérsékletű vízre van szükség. Nagy előnye, hogy nedves vákuumszivattyúként is jól használható, ott ahol nemcsak száraz gázt kell elszívni, hanem nedvesség is kerül a gépbe. A lecsapódó vízgőz vagy oldószergőzök a lengődugattyús vákuumszivattyúknál komoly üzemzavarokat okoznak,ezért ott különleges szelepkialakításra van szükség. A vízgyűrűs vákuumszivattyút kompresszorként és fúvóként is használják.
Csúszólapátos vákuumszívattyúk
Az előzőekben tárgyalt csúszólapátos kompresszor és rotációs fúvó is alkalmas vákuum előállítására. Jellegzetességük, hogy a szívó és nyomó tereket szűk rések választják el egymástól, e miatt bizonyos mértékű visszaszivárgás lép fel. Ezeket a szivattyúkat elővákuum előállítására használják vagy egymás után kapcsolják úgy, hogy az elérendő vákuumot több fokozatban érik el, azonos vagy különböző típusú vákuumszivattyúkkal. (Például a Roots-vákuumszivattyút vízgyűrűs, csúszólapátos vagy gőzsugár szivattyúval kapcsolják össze.)
Turbó-vákuumszivattyúknak nagy a fúvóképességük, nem nagy vákuumok (0,3-04 bar) előállítására használják. Szerkezetük és működésük vonatkozásában lásd a turbóventilátorokat ( a -fúvókat és -kompresszorokat).
Víz- és gőzsugár-vákuumszivattyúk
Vákuum előállítására alkalmasak a vízsugár- és gőzsugárszivattyúk is. Müködésük lényege, hogy egy szűkülő fúvókán beáramló víz vagy gőz sebessége, ezzel mozgási energiája, a szűk keresztmetszetben megnő.
A mozgási energia növekedését a nyomási energia csökkenése fedezi, ezáltal a fúvókát körülvevő kamrában nyomáscsökkenés következik be, és a szívócsövön beáramlik az elszívandó térből a gáz. Ez az injektor elv.
A díffúzorcsőben a közeg mozgási energiájának egy része ismét nyomási energiává alakul, és ezzel a nyomással áramlik a gáz a nyomóvezetékbe. Vízsugár hajtóközeg esetén az elszívott gázok vagy gőzök a folyadékban kondenzálódnak vagy abszorbeálódnak a keverőtérben, ezzel is segítve a vákuum előállítását. A víz- és gőzsugár vákuumszivattyúk különösen többfokozatba kapcsolva finom- és nagyvákuum előállítására is alkalmasak. A víz- és gőzsugár vákuumszivattyúk előnyei: olcsók, üzembiztosak, mozgó alkatrészt nem tartalmaznak, zajtalanok.
_______
A térfogatkiszorítás elvén működnek a lengő- és forgódugattyús vákuumszivattyúk (a lengődugattyús, a membrán, a vízgyűrüs, a csúszólapátos és a rotációs vákuumszivattyú). Ezeknek vákuumszívattyúként történő működtetése úgy történik, hogy az evakuálandó teret a szívóvezetékkel összekötik. Amikor a henger megtelt gázzal, a két teret elzárják egymástól, a hengerben lévő gázt komprimálják, és a környezetbe ürítik. Áramlástani elven működik a turbó-vákuumszivattyú, mig a víz- és gőzsugár-vákuumszivattyúk ún. injektor elven működnek.
Lengődugattyús vákuumszivattyúk Működésük és szerkezetük a lengődugattyús kompresszoréhoz hasonló. Itt is szükséges a hűtés. A szállítás részműveletei is azonosak (nyomás csökkenés, szívás, sűrítés, áttolás). Mivel a nyomásarány igen nagy, így jelentős a káros tér hatása is. Ezt úgy csökkentik, hogy a káros térben komprimált levegőt a szívás kezdete előtt átengedik a dugattyú másik oldalára. Ha kicsi a káros tér, a káros térből kiáramló levegő a henger egész térfogatában expandál, így a káros térben csökken a nyomás, és a szívás rögtön a dugattyú visszaindulásakor megkezdődik.
Membrán-vákuumszivattyúk
A membránkompresszorokhoz hasonlóan működnek. Jelentőségük az olajmentes vákuum előállításánál és az agresszív gázok elszívásánál van.
Vízgyűrűs (folyadékgyűrűs)-vákuumszivattyúk Fekvő hengeralakú házban excentrikusan elhelyezett csillag alakú forgó lapátrendszercentrifugális erőteret hoz létre. A hengert kb. egyharmad részéig vízzel töltik meg, mivel a segédközege általában víz. (De lehet más folyadék is.) A folyadék nem nyelhet el gázt, és nem léphet vele reakcióba. A víz a centrifugális erőtér hatására a hengerrel koncentrikus gyűrű alakot vesz fel. A járókerék lapátjai és a vízgyűrű között forgás közben változó térfogatú kamrák jönnek létre.
Ahol a kamrák növekednek, ott vákuum keletkezik, itt helyezkedik el a szívónyílás. A járókerék másik oldalán a kamrák térfogata csökken, itt helyezkedik el a nyomónyílás. (Térfogatkiszorítás elve.) A felesleges víz felül távozik. A víz a gáz hűtését és a tömszelence kenését is ellátja. A jó vákuum eléréséhez alacsony hőmérsékletű vízre van szükség.
Nagy előnye, hogy nedves vákuumszivattyúként is jól használható, ott ahol nemcsak száraz gázt kell elszívni, hanem nedvesség is kerül a gépbe. A lecsapódó vízgőz vagy oldószergőzök a lengődugattyús vákuumszivattyúknál komoly üzemzavarokat okoznak,ezért ott különleges szelepkialakításra van szükség.
A vízgyűrűs vákuumszivattyút kompresszorként és fúvóként is használják.
Csúszólapátos vákuumszívattyúk
Az előzőekben tárgyalt csúszólapátos kompresszor és rotációs fúvó is alkalmas vákuum előállítására. Jellegzetességük, hogy a szívó és nyomó tereket szűk rések választják el egymástól, e miatt bizonyos mértékű visszaszivárgás lép fel. Ezeket a szivattyúkat elővákuum előállítására használják vagy egymás után kapcsolják úgy, hogy az elérendő vákuumot több fokozatban érik el, azonos vagy különböző típusú vákuumszivattyúkkal. (Például a Roots-vákuumszivattyút vízgyűrűs, csúszólapátos vagy gőzsugár szivattyúval kapcsolják össze.)
Turbó-vákuumszivattyúknak nagy a fúvóképességük, nem nagy vákuumok (0,3-04 bar) előállítására használják. Szerkezetük és működésük vonatkozásában lásd a turbóventilátorokat ( a -fúvókat és-kompresszorokat).
Víz- és gőzsugár-vákuumszivattyúk Vákuum előállítására alkalmasak a vízsugár- és gőzsugárszivattyúk is.
Müködésük lényege, hogy egy szűkülő fúvókán beáramló víz vagy gőz sebessége, ezzel mozgási energiája, a szűk keresztmetszetben megnő.
A mozgási energia növekedését a nyomási energia csökkenése fedezi, ezáltal a fúvókát körülvevő kamrában nyomáscsökkenés következik be, és a szívócsövön beáramlik az elszívandó térből a gáz.Ez az injektor elv.
A díffúzorcsőben a közeg mozgási energiájának egy része ismét nyomási energiává alakul, és ezzel a nyomással áramlik a gáz a nyomóvezetékbe. Vízsugár hajtóközeg esetén az elszívott gázok vagy gőzök a folyadékban kondenzálódnak vagy abszorbeálódnak a keverőtérben, ezzel is segítve a vákuum előállítását.
A víz- és gőzsugár vákuumszivattyúk különösen többfokozatba kapcsolva finom- és nagyvákuum előállítására is alkalmasak.
A víz- és gőzsugár vákuumszivattyúk előnyei: olcsók, üzembiztosak, mozgó alkatrészt nem tartalmaznak, zajtalanok.