- Что из себя представляет магниторазрядный насос?!
- Принцип работы и действия магниторазрядного вакуумного насоса
- Конструкция и схема магниторазрядных насосов
- Области и сферы применения
- Разновидности магниторазрядных вакуумных насосов
- Основные преимущества и недостатки
- Про магниторазрядный насос Gamma Vacuum
- Заключение
Что из себя представляет магниторазрядный насос?!
Магнитозарядные вакуумные насосы относятся к классу высоковакуумных геттерных устройств. Конструкция насоса является сухой, то есть не предусматривает использование масла в конструкции. Сфера применения безмасляных устройств гораздо шире, чем масляных агрегатов, так как они могут успешно использоваться в местах, где строго запрещено наличие испарений масел как в рабочем потоке, так и в воздухе помещения, где насос будет установлен и выполнять свои функции.
Магниторазрядные вакуумные насосы работают без использования масла за счет того, что внутренние элементы устройства не контактируют друг с другом, а значит не подвержены трению, соответственно, и износу, что делает обслуживание таких насосов достаточно редким и экономичным процессом.
Такие устройства создают вакуум высокого уровня, но им достаточно тяжело начинать процесс откачки с атмосферного давления. Безусловно, они могут справиться с этой задачей, но это большая нагрузка на устройство, для того, чтобы продлить срок службы магнитозарядного устройства, рекомендуется использовать формвакуумный насос (как правило, тоже безмасляный) для начала процесса откачки.
Далее, после достижения определенных показателей (стартового значения для магнитозарядного насоса, которое зависит от конкретной модели аппарата) вступает в работу уже магнитозарядный насос и создает глубокий вакуум, при этом формвакуумный насос может уже не участвовать в процессе откачки.
Принцип работы и действия магниторазрядного вакуумного насоса
Главным элементом устройства является электронный блок, в состав которого входят анод и два катода из титана, они находятся в условиях магнитного поля. Анод находится между двумя катодами, а все эти элементы имеют структуру из ячеек. Ячейки находятся напротив друг друга, таким образом образуют магниторазрядные ячейки.
Магнит и этот блок оказываются в условиях вакуума, анод снабжается током, что приводит к разряду в каждой отдельной ячейке, этот разряд способствует образованию электронов. Магнитное поле меняет траекторию движения электронов и придает ей спиральное направление, при этом ионизируют частицы откачиваемой среды. Ионы оказывают влияние на катод, при этом распыляют его титановое покрытие. Часть электронов выпадает осадком на катод, но это не является проблемой, так как поверхность катода постоянно находится в процессе распыления.
На заметку! Скорость работы насоса зависит от вида откачиваемой среды, поэтому насос может показывать различные показатели производительности при работе с разными веществами.
По принципу работы магниторазрядные вакуумные насосы делятся на диодные и триодные, также имеются комбинированные устройства, об особенностях из работы будет рассказано чуть позже.
Конструкция и схема магниторазрядных насосов
В корпусе устройства расположены главные элементы устройства — электронные блоки. Чем больше блоков, тем выше скорость откачки насоса. В диодном устройстве блок содержит один анод, который расположен между двумя титановыми катодами. В анодах имеются отверстия цилиндрической формы, которые создают его ячеистую структуру. Катоды выполнен монолитной пластиной из титана. Высоковольтный гермоввод подает высокое напряжение между анодом и катодом. Снаружи корпуса устройства расположены специальные магниты, которые располагают магнитное поле перпендикулярно плоскости анода. В триодном устройстве строение примерно такое же, только катоды представлены не в виде монолитной структурой, а содержит ячейки пластине из титана. А за катодами параллельно расположены дополнительные пластины.
Области и сферы применения
Ресурс таких насосов насосов крайне высокий, что, совместно с безмаляной конструкцией, позволяет использовать их в широком спектре сфер деятельности. Часто устройства используются в медицине, химической промышленности, в металлургии и прочих масштабных производствах, также их можно встретить в исследовательских центрах. Это только основные направления, насосы используются практически во всех сферах деятельности.
Разновидности магниторазрядных вакуумных насосов
- Диодные магниторазрядные насосы. Принцип работы заключается в том, что в устройстве насоса расположены электроны, которые передвигаются по траектории, напоминающей спираль, от катода к аноду, в условиях магнитного поля. Эти передвижения происходят до момента столкновения электронов устройства с атомами откачиваемой среды. Результат этого столкновения — ионизация атома. До того момента, пока электрон достигнет анода, таких столкновений может произойти несколько, чем выше давление, тем большее количество таких столкновений. Созданные путем этих столкновений ионы направляются к катоду, при этом они задействованы в образовании тока. Электронное поле разгоняет ионы на пусти от анода к катоду. Поверхность катода постоянно находится в состоянии распыления, так как ионы в процессе работы насыщаются энергией, которой достаточно для того, чтобы выбивать атомы титана с катода. Такие устройства плохо справляются с перекачкой инертных газов, так как постоянное распыления покрытия катода, что также освобождает осевший на нем инертный газ.
- Триодные магниторазрядные насосы. А вот этот тип устройств отлично справляется с инертными газами, так как катод представлен не монолитной, а ячеистой структурой. Количество удерживаемого катодом инертного газа значительно увеличивается, так как титан, который был выбит ионами с поверхности катода осаждается на дополнительных электродах. Снижается количество ионов откачиваемой среды, которые попадают на поверхность дополнительных электродов. Все это приводит к тому, что инертный газ не выделяется обратно с поверхностей. Такой принцип работы позволяет увеличить производительность при работе с инертными газами, но она все же остается значительно ниже скорости откачки активных газов. Такие устройства применяют только в тех случаях, где крайне важна скорость откачки именно инертных газов.
- Комбинированные магниторазрядные насосы. Эти устройства имеют характеристики дух вышеуказанных видов, и работают по принципу объединения методов работы диодной и триодной конструкции. В составе таких устройств присутствуют как титановый, так и танталовый катоды. Такие устройства совмещают функции двух вышеуказанных типов устройств и способны работать с любыми газами, но общие показатели производительности у них ниже, чем у диодных с активными газами и у триодных с инертными. Такое устройство актуально, когда важна повышенная скорость откачки инертных газов, но также не желательны большие потери (как в триодном устройстве) в скорости откачки активных газов.
Основные преимущества и недостатки
Как и вакуумные насоса любой разновидности, магниторазрядные устройства имеют раз преимуществ и некоторые недостатки, которые необходимо знать и учитывать при использовании такого устройства. Начнем с преимуществ:
- отсутствие подвижных элементов, позволяет обойтись без использования масла и расширяет сферу применения и значительно упрощает техническое обслуживание;
- отсутствует громкий звук и вибрация при работе устройства;
- стоимость таких устройств сравнительно низкая;
- высокая надежность и длительный срок службы;
Недостатки магниторазрядных вакуумных насосов:
- не выдерживают высокой газовой нагрузки;
- плохо справляются с некоторыми газами, в зависимости от вида устройства, или и инертными или с активными;
- насосы плохо прогреваются из-за присутствия в конструкции постоянно функционирующих магнитов;
- требуется высокое питание;
- в некоторых ситуациях достаточно долго запускаются;
- очень чувствительны к любого рода загрязнениям.
Про магниторазрядный насос Gamma Vacuum
Линейка представлена тремя видами высокопроизводительных устройств, титановыми, диодными и комбинированным. Этот производитель предлагает оптимальные модели устройств в соотношении цена-качество, такие устройства широко востребованы и обладают широким ассортиментом (самая широкая линейка магниторазрядных насосов из всех представленных на рынке сегодня), что позволяет выбрать устройство с подходящими техническими характеристиками для решения абсолютно любых задач в любой сфере деятельности.
Многие специалисты крайне положительно отзываются об устройствах этой компании и рекомендуют их к рассмотрению. Основная часть моделей для общего применения имеет скорость откачки в диапазоне от 0.2 до 1200 литров в секунду, кроме того, в линейке представлены специализированные модели с повышенной производительностью и усиленным титановым корпусом.
Основным плюсом этой компании является развитая служба поддержки клиентов, специалисты компании готовы оказать любые профессиональные услуги от помощи в выборе, до установки и технического обслуживания приобретенных устройств.
Заключение
Устройства достаточно эффективные и недорогие, но их разновидности имеют ряд значительных особенностей, что важно учитывать. Рекомендовано привлечь специалиста при подборе такого типа устройств, чтобы точно определиться с техническими характеристиками устройства, так как модельный ряд устройств очень широкий. Кроме того, ключевым моментом при выборе устройства является выбор между диодным, триодным и комбинированным принципом работы.
Образование и карьера: кафедра «Вакуумная и компрессорная техника» Э5 МГТУ им. Н.Э. Баумана, дата выпуска 2010 год. На данный момент работаю менеджером по подбору оборудования в компании Вакуум Маркет.
