Principio de funcionamiento de la bomba de vacío scroll

Un entorno de vacío limpio siempre ha sido el entorno de vacío ideal perseguido por científicos y empresas. Desde la creación de un entorno de vacío, la gente ha intentado utilizar diferentes medios para lograr el efecto de un vacío limpio. Hasta ahora, se han desarrollado equipos de obtención de vacío limpio para bombas de vacío de condensación, bombas de vacío de émbolo, bombas de vacío de garras, bombas de vacío de espiral y bombas de vacío de diafragma.

La historia del desarrollo de la bomba de vacío scroll.

  La teoría del vórtice fue presentada por el francés Leno Creux en 1905 para una patente estadounidense sobre un expansor de espiral reversible. Sin embargo, debido al nivel limitado de procesamiento y fabricación en ese momento, no se pudo garantizar la precisión del procesamiento del perfil espiral y la bomba espiral no se fabricó durante un largo período de tiempo. Desde la década de 1970, el agravamiento de la crisis energética y la aparición de máquinas herramienta CNC de alta precisión han brindado oportunidades para el desarrollo de maquinaria scroll. El informe de investigación muestra que el compresor scroll tiene ventajas incomparables sobre otros compresores, por lo que el desarrollo y la investigación a gran escala del compresor scroll se han embarcado en el camino del rápido desarrollo.

  Con el rápido desarrollo de semiconductores, nuevos materiales y las industrias biofarmacéuticas, la madurez continua de la teoría del vórtice y la necesidad urgente de un entorno de vacío limpio y libre de aceite, la bomba de vacío de vórtice ha surgido como lo requieren los tiempos con sus ventajas únicas. . A principios de la década de 1980, Coffin Do utilizó la bomba de vacío scroll en el sistema de alto vacío debido a su buen rendimiento de sellado y su baja tasa de retorno de aceite. En 1987, Mitsubishi Electric Corporation de Japón desarrolló con éxito por primera vez la bomba de vacío rotativa scroll, que mostró ventajas absolutas en estructura y rendimiento. En 1988, Morishita E, de la Universidad de Tokio en Japón, desarrolló con éxito la bomba de vacío de espiral giratoria vertical lubricada con aceite.

  La diferencia entre una bomba de vacío seca y una bomba de vacío lubricada con aceite es que la cámara de la bomba no contiene aceite ni líquido. Por lo tanto, resolver los problemas de sellado y enfriamiento de la bomba es la clave para la investigación de las bombas de vacío scroll secas. En 1990, Kushiro T desarrolló con éxito una bomba de vacío de espiral seca horizontal con refrigeración por agua. En 1998, Sawada T desarrolló con éxito una bomba de vacío de espiral seca con refrigeración por aire. Se instalaron dos ventiladores de refrigeración en el eje principal, que estaba ubicado en los extremos de los dos discos estáticos.

 Principio de funcionamiento de la bomba de vacío scroll  

  La bomba de vacío scroll se compone principalmente de una espiral orbital, una espiral fija, un mecanismo antirrotación, una carcasa y otros componentes. Su estructura básica se muestra en la siguiente figura;

  La espiral orbital y la espiral fija giran 180° entre sí y están escalonadas entre sí una cierta distancia (la distancia es el radio del cigüeñal). Con la rotación del cigüeñal, la espiral móvil se mueve en traslación para realizar el engranaje de los dientes de la espiral móvil y la espiral fija. El entrelazado de la voluta generará múltiples puntos de entrelazado, formando múltiples cámaras de trabajo cerradas en forma de media luna. Con la rotación del cigüeñal, el engranaje se mueve desde el exterior hacia el interior a lo largo de la pared del diente en espiral, para realizar la cavidad de trabajo en forma de media luna de mayor a menor gradualmente para formar un volumen de la cavidad de trabajo que cambia periódicamente. Al mismo tiempo, la presión del gas en la cámara de trabajo aumenta continuamente con la rotación del cigüeñal y finalmente se descarga desde el puerto de escape en el centro de la espiral fija, para realizar la succión, compresión y descarga del gas. Y complete el proceso de escape de la bomba de vacío scroll.

  El proceso de bombeo de la bomba de vacío espiral se realiza mediante el movimiento de engrane de la espiral móvil y la espiral estacionaria en todo momento. Por lo tanto, el diseño de la espiral es uno de los pasos importantes en el desarrollo de la bomba de vacío espiral, que determina la succión de la bomba de vacío espiral. El diseño más importante del scroll es el diseño del perfil del scroll. En general, el perfil de desplazamiento del desplazamiento en órbita y del desplazamiento fijo es el mismo.

Tipos y estructura de bombas de vacío Scroll

Las bombas de vacío de desplazamiento se pueden dividir en dos tipos según los diferentes modos de movimiento de desplazamiento, el tipo de revolución y el tipo giratorio. Una voluta de la bomba es fija y se llama voluta fija, y la otra voluta es voluta en órbita. El motor hace girar el cigüeñal, y el cigüeñal empuja el centro del círculo base de la espiral móvil alrededor del círculo base de la espiral estacionaria para realizar un movimiento circular de radio r. La estructura antirrotación impide que la espiral móvil gire.

   Las dos espirales de la bomba de vacío de espiral giratoria son móviles y giran en la misma dirección alrededor del centro del círculo base.

  a. tipo de revolución

      La bomba de vacío de tipo scroll de revolución es una scroll estacionaria (scroll fija) y la otra que gira alrededor de ella y se traslada (scroll orbitante). El cigüeñal impulsa la espiral orbital y la posición del punto de sellado gira sincrónicamente con el eje principal. Tiene una estructura general simple y pocas partes. La velocidad de rotación del vórtice es pequeña y el desgaste mecánico es pequeño, pero necesita un diseño de equilibrio dinámico. La bomba de vacío espiral utiliza el anillo espiral más externo para contener gas y formar una cámara de succión cerrada. Para reducir la conductancia del flujo entre la espiral y la entrada de aire, la entrada de aire se coloca cerca del extremo del anillo exterior de la espiral. El puerto está ubicado cerca del centro del pergamino estacionario.

  b.tipo rotativo

       La bomba de vacío de espiral de tipo rotativo consta de dos espirales montadas sobre cojinetes en ambos lados, uno de los cuales es impulsado directamente por un motor y el otro es impulsado por un mecanismo de anillo deslizante cruzado para girar en la misma dirección. Su posición de sellado forma una línea, la dirección es siempre la misma y la bomba adopta una estructura vertical. El motor de accionamiento se encuentra en la parte superior de la carcasa y la espiral en la parte inferior. Su estructura general es compleja, con muchas piezas y un elevado desgaste mecánico.

  c. Diferencia entre dos tipos

       ◆Diferente forma de girar

       ◆Diferentes posiciones y orientaciones del sello

       ◆La dirección de las fuerzas radiales y tangenciales del gas en la espiral es diferente

       ◆ Saldo diferente

       ◆El par de vuelco y la fuerza axial son diferentes

Rango de vacío de la bomba de vacío Scroll

El rango de vacío de una bomba de vacío scroll se refiere al rango de presiones que la bomba es capaz de alcanzar y mantener. El rango de vacío está determinado por el diseño, la construcción y las condiciones de operación de la bomba.

Las bombas de vacío Scroll pueden funcionar a presión atmosférica. El vacío máximo de diferentes marcas de bombas de vacío scroll es diferente, pero generalmente puede alcanzar de 10 Pa a 0,5 Pa. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el rango de vacío de una bomba de vacío scroll puede variar dependiendo de factores como el tamaño de la bomba, el tipo de bomba scroll y las condiciones de funcionamiento (temperatura, funcionamiento sin aceite, etc.) . Además, el rango de vacío puede verse afectado por factores como fugas, bloqueos o contaminantes en la bomba o el sistema de vacío.

Características de las bombas de vacío scroll.

◆ Pequeño espacio, menos fugas y alto grado de vacío.

◆ Estructura simple y pocas piezas.

◆ El rango de presión de trabajo es amplio. Debido a que el volumen de la cámara de trabajo cambia continuamente, el cambio en el par motor y la potencia es pequeño.

◆ Ruido de baja vibración y alta confiabilidad.

◆ Debido a la limitación de sus características, la bomba de vacío scroll no es fácil de convertir en una bomba con una gran tasa de bombeo. En la actualidad, la tasa de bombeo de la bomba de vacío scroll de algunos fabricantes puede alcanzar los 16 l/s.

Aplicación de bombas de vacío scroll sin aceite

◆Industria de semiconductores: equipos de preparación de películas delgadas, equipos de envasado de semiconductores;

◆Industria de instrumentos científicos: líneas de luz de radiación sincrotrón, microscopios electrónicos, instrumentos de análisis y prueba;

◆Industria de equipos mecánicos: equipos de preparación de materiales, pruebas de vacío, equipos de purificación de materiales;

◆Industria química;

◆Equipo médico: instrumentos dentales, máquinas de diálisis, productos biológicos y preparación de medicamentos;

◆ Industria del embalaje: equipos de embalaje para alimentos, medicamentos, productos biológicos, etc.

Funcionamiento de la bomba de vacío scroll

Puesta en marcha

◆Antes de arrancar la bomba, verifique el estado de cada interfaz de conexión y debe estar sellada, de lo contrario afectará el grado de vacío.

◆Si bombea aire húmedo o vapores condensables, abra la entrada de aire para purgarlo antes de arrancar la bomba.

◆La bomba tarda entre 6 y 8 horas en alcanzar su presión máxima después de arrancar o después de un largo período de inactividad. Cierre la válvula de aislamiento de entrada, bombee continuamente durante seis a ocho horas, luego abra la válvula de inflado dos o tres veces por hora, ventilando durante tres a cinco segundos cada vez. Sin embargo, si se para la bomba a mitad de camino, podría filtrarse humedad en el interior, prolongando el tiempo que tarda en alcanzar la presión deseada.

◆Cierre la válvula de aislamiento entre la bomba de vacío y la cámara de vacío al arrancar y detener la bomba. De lo contrario, los residuos podrían regresar de la bomba a la bomba de vacío.

◆Abra la válvula de inflado durante tres a cinco segundos antes de arrancar una bomba que ya haya estado funcionando a la temperatura de funcionamiento. De lo contrario, la temperatura de la bomba podría fluctuar y funcionar mal.