Насосы и вакуум

Сухой спиральный насос, например Edwards XDS 35i, вообще не использует масло в самой рабочей камере, что полностью исключает загрязнение откачиваемого газа парами масла и хорошо подходит для действительно чистых процессов полупроводникового производства и чувствительных аналитических приборов. Масляный пластинчато-роторный насос заметно дешевле и способен создавать более глубокий предельный вакуум при том же классе оборудования, но требует регулярной плановой замены масла и создаёт определённый риск обратного попадания паров масла в откачиваемую систему при неправильной эксплуатации или отказе обратного клапана насоса.

Турбомолекулярный насос, например BOC Edwards STP-XA3203CV, создаёт по-настоящему сверхвысокий вакуум за счёт очень быстро вращающихся лопаток ротора, придающих направленный импульс отдельным молекулам откачиваемого газа, но принципиально не может работать сразу от атмосферного давления — ему обязательно нужен отдельный форвакуумный насос, сухой или масляный, для предварительной откачки объёма до промежуточного давления, после достижения которого турбомолекулярный насос уже включается для достижения глубокого вакуума в системах напыления, электронной микроскопии и масс-спектрометрии на производстве.

Напор насоса в метрах водяного столба определяет, на какую высоту или через какое реальное гидравлическое сопротивление трубопровода насос физически способен поднять и протолкнуть перекачиваемую жидкость, а подача в м³/ч или в галлонах в минуту определяет непосредственно объём перекачиваемой жидкости за единицу времени работы насоса. Для конкретной практической задачи — например Grundfos CR64-2 на 25 лошадиных сил с высоким напором для протяжённой сети трубопровода или более скромная модель CR3-5A на 15.4 GPM для заметно меньшего объёма — оба этих ключевых параметра подбирают строго одновременно по рабочей точке гидравлической характеристики системы, а вовсе не по одному показателю в отдельности от другого.

Многоступенчатый насос типа Рутса, например Edwards nXL200i Multi Stage Roots, последовательно соединяет сразу несколько отдельных ступеней сжатия газа подряд для заметно более эффективной откачки в широком общем диапазоне давлений — от низкого форвакуума до промежуточного вакуума — без необходимости менять сам насос на разных последовательных этапах откачки рабочей камеры оборудования. Такая конструкция особенно полезна именно в тех процессах, которые требуют быстрого прохождения через средний диапазон рабочих давлений, где обычный однокаскадный насос заметно менее эффективен по итоговой скорости откачки объёма.

Естественный износ подшипников ротора с повышенной вибрацией корпуса и заметным шумом при работе насоса, постепенная деградация уплотнений вала с ощутимой потерей герметичности и снижением реально достижимого предельного вакуума, загрязнение внутренней рабочей камеры продуктами технологического процесса при откачке химически активных или содержащих механические частицы газов, а у масляных моделей насосов дополнительно — загрязнение или полная выработка рабочего масла с потерей его важных смазывающих свойств со временем. При приёмке подобного лота проверяют реальное время выхода насоса на рабочий вакуум и общий уровень шума непосредственно при пуске под полной рабочей нагрузкой.

Обычно в лот входит сам насос вместе с электродвигателем в полной сборке; отдельные фильтры на входе и выходе насоса, рабочее масло для масляных моделей, которое обычно сливается перед фактической отправкой по строгим требованиям международной логистики, соединительные фланцы и полный монтажный комплект крепления чаще идут отдельными позициями в объявлении. Обязательно уточняйте у продавца конкретный класс исполнения установленного электродвигателя по напряжению и частоте питающей сети — это особенно важно для оборудования, изначально спроектированного и рассчитанного под совершенно другой региональный стандарт электропитания на объекте.

Лот с явной пометкой Rebuilt, например конкретная модель Edwards RV12 Rebuilt, уже прошёл полную замену изношенных уплотнений вала, всех фильтров и рабочего масла с обязательной проверкой реально развиваемого вакуума или итоговой производительности на специальном испытательном стенде, обычно с прилагаемым протоколом проверки от профильной сервисной организации. Совершенно новый насос в оригинальной заводской упаковке стоит заметно дороже, но для вакуумных насосов серии Edwards с типовым паспортным ресурсом основных узлов в несколько лет непрерывной работы качественно восстановленный rebuilt-насос по вполне разумной итоговой цене довольно часто оказывается наиболее практичным решением для покупателя.

Для вакуумного насоса измеряют фактическое время откачки заведомо известного контрольного объёма до определённого целевого давления и внимательно сравнивают полученный результат с паспортной характеристикой скорости откачки для данной модели. Для центробежного насоса замеряют реальный расход и итоговое давление на выходе при работающем насосе на тестовом гидравлическом контуре с заведомо известным сопротивлением и сравнивают полученную рабочую точку с официальной паспортной характеристикой насоса от производителя — заметное существенное отклонение от паспорта прямо указывает на износ рабочего колеса или всей проточной части насоса.

Да, совершенно независимо от заявленного продавцом состояния масла рекомендуется полностью заменить его перед самым первым пуском насоса на новом объекте — рабочее масло вполне могло серьёзно загрязниться продуктами технологического процесса ещё у предыдущего владельца или попросту потерять свои смазывающие свойства при длительном хранении насоса без реальной работы. Использование грязного или просто неподходящего по вязкости масла заметно ускоряет естественный износ подшипников и уплотнений вала и одновременно снижает реально достижимый уровень вакуума во всей системе.

Перед фактической отправкой из масляных вакуумных насосов полностью сливают рабочее масло согласно строгим требованиям транспортных компаний к международной перевозке жидкостей, а внутренние полости насоса дополнительно продувают от возможных остатков специально для трансграничной пересылки груза — покупателю в итоге потребуется самостоятельно залить свежее масло уже непосредственно при вводе насоса в реальную эксплуатацию на объекте. Компактные насосы небольшого размера идут обычной посылкой в срок 22-30 дней, а крупные промышленные центробежные насосы значительного собственного веса оформляются уже как частично негабаритный груз при отправке.

Предельное остаточное давление, указываемое в характеристиках прибора в мбар, например 0.04 мбар у модели Edwards XDS 35i, определяет минимальный уровень разрежения, который данный насос способен создать полностью самостоятельно без какой-либо дополнительной ступени откачки. Для технологических процессов, требующих действительно сверхвысокого вакуума на уровне 10 в минус шестой степени мбар и глубже — таких как напыление тонких плёнок или электронная микроскопия, — одного обычного форвакуумного насоса совершенно недостаточно и нужна дополнительная связка с турбомолекулярным насосом, тогда как для сушки, дистилляции и подавляющего большинства рутинных лабораторных задач вполне хватает одного форвакуумного насоса самого по себе.

Сверяют полный, без сокращений, партномер нужной запчасти, например A730-01-983 у комплекта уплотнений для модели XDS 35i, с официальным каталогом запасных частей компании Edwards, либо сразу уточняют у площадки точную модель и серийный номер уже имеющегося у покупателя насоса — визуально очень похожие насосы соседних моделей в одной линейке довольно часто используют совершенно разные типоразмеры фильтров и уплотнений вала, физически несовместимые между собой напрямую без установки специальных переходников.