Miten siipipumppu toimii?

Pyörivä syrjäytysalipainepumppu sisältää yleensä kaasua, joka imetään sisään, mahdollisesti puristetaan ja sitten poistetaan roottoreiden, mäntien, siipien, venttiilien jne. kautta. tarvittaessa. Pumppausprosessi käynnistyy pumpun männän pyörimisliikkeestä.
Öljytyt ja kuivat mäntäpumput on erotettava toisistaan. Tiivisteöljyllä voidaan saavuttaa korkea puristussuhde, joka on jopa noin 105 yhdessä vaiheessa. Ilman öljyä ”sisäinen vuoto” on huomattavasti suurempi ja saavutettava puristussuhde vastaavasti pienempi, noin 10.

Kuten taulukon 2,1 luokituksesta käy ilmi, öljytiivisteellä varustetut syrjäytyspumput sisältävät kiertosiipipumppuja, yksi- ja kaksivaiheisia kiertomäntäpumppuja sekä yksivaiheisia trokoidipumppuja, jotka ovat tällä hetkellä vain historiallisesti mielenkiintoisia. Kaikissa tällaisissa pumpuissa on kaasuntasausventtiililaite, jonka Gaede kuvasi yksityiskohtaisesti vuonna 1935. Kaasuntasausventtiililaite mahdollistaa höyryn (erityisesti vesihöyryn) pumppaamisen määritettyjen teknisten rajojen puitteissa tiivistämättä höyryä pumpussa.

Siipipumput (katso kuva 2,6) koostuvat lieriömäisestä kotelosta (pumppurengas) (1), jossa epäkeskisesti ripustettu urallinen roottori (2) pyörii nuolen suuntaan. Roottorissa on siipi (16), jota keskipakovoima yleensä työntää ulospäin jousen avulla, jolloin siipi liukuu kotelon sisällä. Tuloaukosta (4) tuleva kaasu kulkee siiven mukana ja poistuu lopulta pumpusta öljytiivistetyn poistoventtiilin (12) kautta.

1. Syöttöliitäntä
2. Roskasihti
3. Takaiskuventtiili
4. Imukanava
5. Lamelli
6. Siirtokammio
7. Roottori
8. Aukkolevy,
9. inaktiivinen kaasuntasausventtiililiitäntä
10. Poistokanava
11. Tyhjennysventtiili
12. Spring12 Huurteenpoisto
13. Reikä; öljynsuodattimen liitäntä

TRIVAC B -sarja (kuva 2,6) on vain kaksi siipeä, joita on siirretty 180°. Keskipakovoima työntää siivet ulos ilman jousia. Jos ympäristön lämpötila on alhainen, voi olla tarpeen käyttää ohuempia öljyjä. Pumpussa on vaihteistoöljypumppu painevoitelua varten. TRIVAC B -sarja on varustettu erittäin luotettavalla takaiskuventtiilillä sekä vaaka- tai pystysuuntaisilla tulo- ja lähtöaukoilla. Öljyn tarkastuslasi ja kaasuntasausventtiilitoimilaite sijaitsevat öljykotelon samalla puolella (käyttäjäystävällinen rakenne). Yhdessä TRIVAC BCS -järjestelmän kanssa se voidaan varustaa erittäin laajalla valikoimalla lisävarusteita, jotka on kehitetty ensisijaisesti puolijohdesovelluksiin. Öljysäiliöitä kiertosiipipumpuille ja muille öljytiivisteellä varustetuille syrjäytyspumpuille käytetään voiteluun ja tiivistykseen sekä kuolleiden tilojen ja rakojen täyttämiseen jäähdytystarkoituksiin kaasunpuristuksesta tulevan lämmön poistamiseksi. Roottorin ja pumppurenkaan välissä on öljytiiviste. Nämä osat ovat ”lähes” kosketuksissa toisiinsa suorassa linjassa (sylinterivaippalinja). Pumppurenkaaseen on asennettu ns. tiivistekanava, joka suurentaa öljytiivisteen pintaa (katso kuva 2,4). Tämä parantaa tiivistystä ja mahdollistaa suuremmat puristussuhteet tai pienemmät loppupaineet.

Leybold valmistaa erilaisia kiertosiipipumppuja, jotka on suunniteltu erityisesti erilaisiin käyttökohteisiin, kuten korkeaan imutehoon, matalaan loppupaineeseen tai puolijohdeteollisuuteen. Taulukossa 2,2 on yhteenveto näiden alueiden tärkeimmistä ominaisuuksista. TRIVAC-roottoripumppu on valmistettu kaksivaiheisena (TRIVAC D) pumppuna (katso kuva 2,7). Kaksivaiheisia öljytiivistepumppuja voidaan käyttää alempien käyttö- ja loppupaineiden saavuttamiseen verrattuna vastaaviin yksivaiheisiin pumppuihin. Tämä johtuu siitä, että yksivaiheisessa pumpussa öljy joutuu väistämättä kosketuksiin ulkoilman kanssa, josta kaasu imeytyy ja josta osa purkautuu alipainepuolelle, mikä rajoittaa saavutettavaa loppupainetta. Leyboldin öljytiivisteellä varustettu kaksivaiheinen syrjäytyspumppu syöttää jo kaasuttoman öljyn tyhjiöpuolen vaiheeseen (vaihe 1 kuvassa 2,7). Loppupaine on hienosta korkeaan alipaineeseen. Huomautus: Niin sanotun korkean alipaineen vaiheen (vaihe 1) käyttäminen vähäisellä öljymäärällä tai ilman öljyä erittäin alhaisesta loppupaineesta huolimatta voi aiheuttaa huomattavia vaikeuksia ja heikentää pumpun toimintaa merkittävästi.

I Korkea alipainetaso
II Toinen etummainen alipainetaso
a – Venttiilin pysäytin
b – Venttiililehtijousi

Kuva 2,9 esittää yksittäisen lohkotyyppisen kiertomäntäpumpun poikkileikkauksen. Nuolen suuntaan pyörivän epäkeskon (3) käyttämä mäntä (2) liikkuu kammion seinää pitkin. Pumpattu kaasu virtaa pumppuun imuaukon (11) kautta ja sitten pumppukammioon (14) luistiventtiilin (12) imukanavan kautta. Luistiventtiili muodostaa yksikön männän kanssa ja liukuu edestakaisin pyörivän venttiilin ohjaimen (tanko 13) väliin. Pumppuun imetty kaasu saavuttaa lopulta puristuskammion (4). Männän pyöriessä tämä kaasumäärä puristetaan, kunnes se poistuu öljytiivistetystä venttiilistä (5). Öljysäiliöitä käytetään tiivistämiseen, voiteluun, kuolleiden tilojen täyttämiseen ja jäähdytykseen. Koska mäntä jakaa pumppukammion kahteen osaan, jokainen kierros suorittaa yhden työjakson (katso kuva 2,10). Pyöriviä mäntäpumppuja valmistetaan yksi- ja kaksivaiheisina. Monissa tyhjiöprosesseissa Roots-pumppujen ja yksivaiheisten kiertomäntäpumppujen yhdistelmä voi tarjota monia etuja kaksivaiheisiin kiertomäntäpumppuihin verrattuna. Jos tällainen yhdistelmäpumppu tai kaksivaiheinen pumppu ei riitä, suositellaan Roots-pumpun käyttöä kaksivaiheisen pumpun kanssa. Tämä ei koske roottori- ja Rootsin pumppujen yhdistelmiä.

1. Yläkuolokohta
2. Liukusäätimen imukanavan rako on vapautettu – aloitusaika
3. Alempi kuolokohta – imukanavan aukko on täysin vapaa ja pumpattu kaasu (nuoli) virtaa esteettä pumppukammioon (varjostettu)
4. Imukanavan aukko suljetaan jälleen kääntämällä saranatankoa – imuaika päättyy
5. Yläkuolokohta – pyörivän männän ja staattorin välinen enimmäisetäisyys juuri ennen puristusajan alkua
6. Pyöritysmäntä vapauttaa kaasuntasausventtiilin aukon – kaasuntasausventtiilin tulon käynnistys
7. Kaasuntasausventtiilin aukko on täysin vapaa
8. Kaasuntasausventtiilin tulon pää
9. Pumppausajan loppu

Pyörivien siipi- ja mäntäpumppujen kanssa toimitettavissa moottoreissa ympäristön lämpötila on 53,6 °F (12 °C) ja niissä käytetään erikoisöljyjämme maksimitehovaatimuksiin (noin 400 mbar). Pumpun toiminta-alueella käyttöjärjestelmän tarvitsee käyttää käyttölämpötilassa vain noin kolmasosaa asennetusta moottorin tehosta (katso kuva 2,11).

1. Käyttölämpötilakäyrä 1 – 32 °C (89 °F)
2. Käyttölämpötilakäyrä 2 – 40 °C (104 °F)
3. Käyttölämpötilakäyrä 3 – 60 °C (140 °F)
4. Käyttölämpötilakäyrä 4 – 90 °C (194 °F)
5. Adiabaattisen puristuksen teoreettinen käyrä
6. Isotermisen puristuksen teoreettinen käyrä