|
סקירה כללית של משאבת ואקום סיבובית
משאבת ואקום Roots היא משאבת ואקום סיבובית בעלת קיבולת משתנה המשתמשת בשני רוטורים בצורת '8' במארז המשאבה. על פי טווחי העבודה השונים של משאבות הוואקום Roots, הן מחולקות עוד יותר למשאבות Roots בוואקום נמוך הנפלטות ישירות לאטמוספירה; משאבת Roots וואקום בינונית (הידועה גם בשם משאבת דחף מכנית) ומשאבת Roots רב-שלבית בוואקום גבוה. באופן כללי, למשאבות Roots יש את המאפיינים הבאים: על פני טווח לחץ רחב. יש מהירות שאיבה גדולה בפנים; התחלה מהירה, מסוגל לעבוד מיד; לא רגיש לאבק ולאדי מים הכלולים בגז המופק; אין צורך לשמן את הרוטור, ואין צורך בשימון בתא המשאבה שמן; רטט נמוך, תנאי איזון דינמי טוב של הרוטור, מצויד בשסתומי פליטה; כוח נהיגה נמוך, אובדן חיכוך מכני נמוך; מבנה קומפקטי עם טביעת רגל קטנה; תַחְבּוּרָה
עלות האחזקה נמוכה.
המאפיינים של משאבת ואקום Roots
משאבת ואקום Roots מאופיינת בהפעלה מהירה, צריכת חשמל נמוכה, עלויות תפעול ותחזוקה נמוכות, מהירות שאיבה גדולה, יעילות גבוהה, חוסר רגישות לכמות קטנה של אדי מים ואבק המצויים בגז שיש לשאוב, קצב שאיבה גדול בטווח הלחץ של 100~1 Pa והסרה מהירה של גז פתאומי. טווח לחץ זה הוא רק בין משאבת הוואקום המכנית האטומה בשמן לבין משאבת הדיפוזיה. לכן, היא מחוברת לרוב בסדרה בין משאבת הדיפוזיה למשאבת הוואקום המכנית האטומה בשמן כדי להגדיל את יכולת שאיבת האוויר בטווח הלחץ האמצעי. בשלב זה, זה נקרא גם משאבת מאיץ מכנית.
עקרון העבודה
המבנה של משאבת שורשים מוצג באיור. בחלל המשאבה שני רוטורים בצורת '8' המותקנים על זוג צירים מקבילים בצורה אנכית, המונעים על ידי זוג גלגלי שיניים עם יחס העברה של 1, המסתובבים באופן סינכרוני בכיוונים מנוגדים זה לזה. יש מרווח מסוים בין הרוטורים ובין הרוטור לדופן הפנימית של מעטפת המשאבה, שיכול לממש את הפעולה המהירה. מכיוון ש-Roots pump היא משאבת ואקום ללא דחיסה פנימית, יחס הדחיסה בדרך כלל נמוך מאוד, ולכן נדרשת משאבת הבמה הקדמית. הוואקום האולטימטיבי של משאבת Roots תלוי לא רק במבנה ובדיוק הייצור של המשאבה עצמה, אלא גם בוואקום האולטימטיבי של המשאבה הקודמת. על מנת לשפר את הוואקום האולטימטיבי של המשאבה, ניתן להשתמש במשאבת Roots בסדרה.
עקרון העבודה של משאבת שורשים דומה לזה של מפוח שורשים. עקב הסיבוב המתמשך של הרוטור, הגז המופק נשאב לתוך החלל V0 שבין הרוטור לבית המשאבה מיציאת היניקה, ולאחר מכן נפלט דרך פתח הפליטה. מכיוון שחלל V0 נסגר לחלוטין לאחר שאיבה, הגז בחלל המשאבה אינו נדחס ומתרחב. עם זאת, כאשר החלק העליון של הרוטור מסתובב מעבר לקצה פתח הפליטה וחלל V0 מחובר לצד הפליטה, עקב לחץ הגז הגבוה בצד הפליטה, חלק מהגז ממהר בחזרה אל חלל V0, מה שגורם ללחץ הגז לעלות בפתאומיות. כאשר הרוטור ממשיך להסתובב, הגז יוצא מהמשאבה.
