Обеспечить чистый вакуум

Он неoбхoдим на мнoгих прoизвoдcтвах. Прежде вcегo, чиcтoта вакуума требуетcя в химичеcкoй, фармацевтичеcкoй, пищевoй и других oтраcлях прoмышленнocти, где приcутcтвие инoрoдных примеcей мoжет негативнo oтразитьcя на качеcтве кoнечнoго продукта. Раccмотрим, что интереcного предлагают в этой cвязи производители наcоcного оборудования.

Владимир БАРАНОВ

Выбор наcоса для поддержания вакуума при обеспечении заданного процесса определяется рабочим диапазоном давлений насоса и его предельным давлением, а также быстротой откачки в заданном диапазоне. Но это еще не все. Типы вакуумных насосов, представляемые сегодня рынком, способны решить любую техническую задачу и обеспечить необходимый уровень вакуума в системах любой сложности, в т.ч. и с повышенными требованиями по чистоте.

Весь спектр и… чуть больше

Разнообразие номенклатуры выпускаемого оборудования, способное покрыть весь спектр запросов рынка, – вот основной ориентир у мировых производителей вакуумной техники. И как ни удивительно, эта амбициозная задача довольно успешно претворяется в жизнь.

Возьмем вакуумные насосы мембранного типа. Они получили широкое распространение за счет безмасляности откачки и возможности обеспечения высокой химической стойкости. Так вот одна только немецкая компания Ilmvac GmbH выпускает сейчас более 100 моделей таких агрегатов. Благодаря возможности получения с их помощью как низкого, так и глубокого вакуума они находят себе применение в производстве, исследованиях и лабораториях, в т.ч. для откачки растворителей и паров кислот, вакуумной фильтрации и концентрации, молекулярной дистилляции, сушки под вакуумом и т.д.

Мембранные безмасляные насосы Ilmvac GmbH компактны, практичны и многофункциональны. Они изготавливаются с регулируемой или нерегулируемой производительностью; скоростью откачки от 300 до 16 000 л/ч и предельным остаточным давлением от 75 до менее чем 1 мБр.

К их основным преимуществам можно отнести простоту в использовании, долгий срок службы и отсутствие потребности в техническом обслуживании. Практически все модели отличаются предельно малыми габаритами для своих задач. В подтверждение приведем характеристики одной конкретной модели. Насос 201 E производительностью 75 м³/ч, обеспечивая конечный вакуум 0,060 мБар, имеет размеры всего 235×195?145 мм и весит 6,5 кг.

Производитель чутко следит за веяниями времени. Так, насосы серии MP(С) Еcoflex имеют встроенный частотный преобразователь, что позволяет регулировать скорость откачки и глубину вакуума. Агрегаты поставляются в комплекте с блоком контроля VCZ 324.

Итальянская фирма Microvood srl тоже выпускает насосы очень широкого диапазона. Но именно в номенклатуре ее оборудования мы нашли пример, очень подходящий под выражение «чуть больше», употребленное в подзаголовке данной статьи. Мембранные насосы серии M работают без применения смазок. Но вот что интересно: они могут использоваться либо как насосы, либо как компрессоры.

Изделия М41 BX и M41 D этой серии имеют две ступени с возможностью их параллельного или последовательного подключения. В режиме насоса развивают вакуум до 25 мБар, в режиме компрессора возникает давление до 3 Бар. Предназначены для продолжительных режимов работы.

От первого разработчика

Японская компания Anest Iwata вот уже более 80 лет занимается производством воздушных компрессоров очень высокого класса. А в конце 1990-х гг. она перенесла накопленный потенциал в разработку ротационного оборудования, внедрив первый в мире безмасляный (сухой) спиральный вакуумный насос. Они используются сегодня во многих приложениях, включая: системы напыления, системы для нанесения оптических покрытий, гелиевые течеискатели, ионную обработку, электронно-лучевые процессы, вакуумные печи, лабораторное оборудование.

Уплотнения валов современных сухих вакуумных насосов не позволяет никаким загрязнениям извне попасть в линию форвакуумной откачки. В то же время неизбежный износ самих этих уплотнений приводит к образованию пыли, которая попадает в рабочую камеру. При этом возникает необходимость регулярной очистки системы, но и она не способна полностью предотвратить загрязнение в рабочем процессе, а также нарушения в работе вакуумных датчиков, масс-спектрометров и т.д.

Важнейшим параметром для своих безмасляных вакуумных насосов специалисты Anest Iwata поставили минимальную генерацию частиц износа внутри самого агрегата. Их высокая надежность, достигаемая за счет внедрения новых инженерных достижений. К таковым можно отнести, например, систему Air Flush – автоматического удаления частиц пыли и влаги из внутренней полости насоса. О ее эффективности свидетельствует такой факт. На крупнейшем фотонном ускорителе Spring-8 в Японии сейчас одновременно работают более 800 насосов ISP-250В фирмы Anest Iwata, а требования исследований таковы, что в объеме ускорителя не должно быть ни одной случайной частицы.

Модульная ловушка
А вот еще одно решение в борьбе за чистоту процесса. Компания Mass-Vac, Inc. (США) ввела модульную ловушку высокой производительности, которой оснащаются вакуумные насосы. Данный узел может использоваться как при новой сборке насоса, так и при его ремонте. Насосы же, о которых идет речь, применяются в технологических процессах с участием таких реагентов, как нитриды, TiN, AlO3, а также при получении борофосфосиликатного стекла. Во всех этих процессах образуется большое количество тяжелых макрочастиц.
16-дюймовая вакуумная входная ловушка MV Multi-Trap осуществляет первичное гашение потока частиц, демонстрирует ряд стадий потока фильтрации (количество и характер которых зависят от профиля пользователя и вида технологического процесса) и может быть оснащена опцией охлаждения, если требуется создать конденсат. Модульная наборная сжимаемая ловушка может наращиваться до такого объема, чтобы быть в состоянии накапливать достаточное (до 2500 ini) количество твердых частиц (в зависимости от материала).
Конструкция ловушки предусматривает до 6 стадий фильтрации, т.е. до 6 заменяемых фильтрующих элементов. Поток твердых частиц проходит через ряд преград: сетку из нержавеющей стали, микромерный полиэтилен, активированный глинозем (или древесный уголь), а также содасорбент. В результате из потока удаляются остаточные растворимые кислотные остатки и макрочастицы. Толщины звеньев ловушки составляют примерно 11 и 23 см, а все ее металлические части изготавливаются из 304-й нержавеющей стали.
Для аграриев
Мировой производитель Dr.-Ing. K. Busch GmbH разработал новый вакуумный насос специально для доильных аппаратов. Агрегат производит вакуум для откачки молока, работает практически без обслуживания, не требуя смазки, чрезвычайно экономичен. Новый MINK MM отличает бесконтактная технология.
Последнее означает, что в камере сжатия нет никаких трущихся между собой частей, таким образом, насос не подвержен изнашиванию. Масло или другие рабочие жидкости не требуются.
Раньше в данном применении часто использовали пластинчато-роторные вакуумные насосы с масляным уплотнением, и необходимо было постоянно менять масло, следить за ним, чтобы не образовывалась масляная эмульсия. С помощью вакуумного насоса MINK MM Milk Вамм проблема снята. Единственная необходимая для него процедура – замена масла в синхронизирующей коробке (в нерабочей области) для смазывания шестерен синхронизации кулачков после 20 000 рабочих часов, т.е. при 8-часовом рабочем дне надо поменять масло только раз в 8 лет! Вакуумные насосы MINK MM Milk уже используются как стандарт основными изготовителями автоматических линий доения.
Стремление к идеалу

Мировое имя Dr.-Ing. K. Busch GmbH – этодалеконе рекламный ход, а констатация факта. Фирма была основана еще в 1963 г. и сегодня объединяет 48 компаний более чем в 30 странах мира. Для потребителей Busch это готовые решения в любой сфере применения вакуума и нагнетания, широчайший выбор вакуумных насосов для промышленного применения.

С момента своего рождения компания поставила перед собой амбициозную цель: с помощью инновационных технологий разработать вакуумный насос, который бы полностью соответствовал потребностям заказчиков. Изготовление продукции на заводах, размещенных в Германии, Великобритании, Дании, Швейцарии и США, осуществляется на базе современного производственного оборудования с внедрением жесткого контроля качества, который на порядок превышает уровень, предусмотренный ISO 9001.

Когда стремишься к идеалу, можно многого достичь. В рамках поднятой здесь темы приводим характеристики всего лишь одной серии насосов Busch.Вакуумные шиберные насосы сухого хода модельного ряда Seco можно применять практически во всех отраслях промышленности, где требуется абсолютно безмасляная компрессия. В этом модельном ряде предлагается также нагнетательная версия SD, которую отличают низкое потребление энергии и тихий ход. Новый Seko SV также выгодно отличается компактным дизайном. SV – вакуум до 100 мБар (абс.); SD – избыточное давление до 1,5 бар (=2,5 бар абс.).

Технические характеристики насосов Busch серии Seco

* Конечное давление мБар (абс.) /избыточное давление бар (абс.)

** Уровень шума /уровень шума с глушителем Дб (А)