Vakuumo gariniai siurbliai
Garinių siurblių darbas paremtas nepertraukiamos darbinio skysčio garo srovės išsiurbimu arba klampos reiškiniu. Dujos, patenkančios į siurblį iš vakuuminės sistemos, patenka į darbinio skysčio garų srovės sferą, teka iki aušinamos siurblio sienelės ir išstumiamos į išleidžiamojo vamzdžio pusę. Prie jo paprastai būna prijungtas rotorinis alyvos siurblys, sukuriantis pakankamą slėgį, užtikrinantį normalų garinio siurblio darbą. Po išsiurbiamų dujų darbinio skysčio garai kondensuojasi ant vėsinamos tekančiu vandeniu siurblio sienelės ir skysčio pavidalu suteka į garintuvą. Siurblio efektyvumas priklauso nuo žiedinio tarpelio dydžio tarp ir siurblio sienelės, nuo darbinio skysčio garo srovės ištekėjimo greičio, jos nukreipimo į vėsinamą vandeniu siurblio sienelę, o taip pat nuo kondensavimosi ant siurblio sienelių
pilnumos. Daugelis didelio vakuumo siurblių dirba prie slėgio 10-3 mm Hg stulpelio. Esant tokiam slėgiui, dujų kiekis, esantis išsiurbiamajame tūryje, tampa mažas palyginti su dujų kiekiu, adsorbuotu ant sienelių ir esančia jose aparatūra.
Garinius siurblius galima suskirstyti į 2 grupes. Pirmai grupei priklauso aukšto vakuumo gariniai siurbliai, turintys didžiausią darbo greitį slėgio diapazone 10-7 – 10-4 mm Hg stulpelio ir palyginti nedidelį išleidžiamąjį slėgį (0,1mm Hg st.). Šios grupės siurbliai turi sekančias galimybes: didelį įleidžiamojo … pjūvį, užtikrinantį didelį išsiurbiamų dujų greitį; mažas … išsiurbiamų dujų slėgio tarp perskirtų dujų srove siurblio dalių; t.t.
Antrai garinių siurblių grupei priklauso pagalbiniai ( busteriniai) siurbliai, turintys didžiausią greitį, esant slėgiui 10-3 – 10-2 mm Hg stulpelio ir daugiau ir išleidžiamąjį slėgį iki kelių mm Hg stulpelio. Šios grupės siurbliams charakteringos sekančios savybės: nedidelis įleidžiamojo vamzdžio pjūvis; … apskaičiuoti dideliam slėgio kritimui; aukštas garų slėgis, gaunamas naudojant galingus elektrinius šildytuvus. Viršutinė siurblio korpuso dalis pagaminta iš nerūdijančio plieno turi statinės formą, kurios dėka siurblio siurbimo greitis 30% didesnis negu siurbliuose su cilindrine korpuso forma. Dantyta šildytuvo vidinės plytos forma užtikrina intensyvius šilumos mainus ir palaiko pastovią darbinio skysčio temperatūrą. Įgreitinamieji grioveliai kaitinamame šildytuvo dugne kartu su tinkamai parinkta garolaidžio forma efektyviai paskirsto darbinio skysčio garus į frakcijas. Todėl į viršutinį .. patenak tiktai daugiau mažiau sunkios frakcijos su labai žemu slėgiu, o lengvos frakcijos, turinčios didesnį garų slėgį, nukreipiamos į žemesnįjį , o prie išėjimo iš jo – į siurblio šildytuvą.
Vidinis vamzdelis neleidžia darbinio skysčio lašeliams pakilti į viršų, kuo užtikrinamas efektyvus garo srovės džiovinimas. Tiksliai padaryti plyšiai ant garolaidžio leidžia gauti reikalaujamą greitį ir garo srovės tankį iš kiekvienos išėmos. Cilindrinio atmušėjo padėtis tiksliai užfiksuota virš viršutinės siurblio dalies. Dėka to, kad atmušėjas standžiai pritvirtintas ant vandeniu šaldomos siurblio sienelės. Ežektorinė pakopa užtikrina papildomą alyvos frakcionavimą ir, be to, padidina pasipriešinimą slėgiui. Alyvos atmušėjas leidžia minimaliai prarasti darbinio skysčio netgi tuo atveju, jei siurblys nedirba. Aprašyta siurblio konstrukcija prie išleidžiamojo vožtuvo diametro 150mm ir korpuso ilgio 600mm išvysto oro išsiurbimo greitį 2400l/sek.
Molekuliniame siurblyje dujos susimaišo forvakuumo kryptimi vidinės trinties pagalba greitai besisukančiame kūne, o suglaudinimas tarp atskirų pakopų pasiekiamas dėl ypatingai siaurų plyšių. Šio tipo siurblių privalumas yra alyvos nebuvimas, ir dar – čia pilnai patalpinti visi tie nepageidaujami reiškiniai, kurie gaunami, kai alyvos garai patenka į vakuuminę sistemą. Siurbliai greitai parenka ribinį vakuumą ir nejautrūs atmosferos įsiveržimui į vakuuminę sistemą. Šio tipo siurbliai gali būti naudojami tik laikantis ypatingos švaros siurbiamosiose sistemose, kad oro tarpai tarp judančių ir nejudančių siurblio dalių sudarytų 0,02 – 0,05 mm. Dėl išsiplėtimo veikiant šilumai, svetimų dalelių dešimtųjų milimetro dalių patekimo arba staigaus oro smūgio galimas oro tarpelių suardymas iki pat jų išnykimo. Todėl greitai besisukantis rotorius užsikerta ir siurblys sugenda.
Visų šių trūkumų pilnai išvengia turbomolekuliniai siurbliai. Turbomolekulinis siurblys turi standžiai sutvirtintus korpuse statoriaus diskus ir besisukančius diskus, pritvirtintus ant rotoriaus. Visi diskai sudaro “kasą”, todėl išėmos statoriaus diskuose yra veidrodinio atspindžio rotoriaus diskų išėmoms. Diskams naudojamos kelių milimetrų storio poveržlės, ir todėl išėmos yra nedidelio ilgio. Todėl kiekvienos diskų poros kompresijos koeficientas palyginti nedidelis. Bet kadangi siurblyje dirba daug diskų porų, tai suminis kompresijos koeficientas pasiekia nemažą dydį. Esant mažam kompresijos koeficientui kiekvienai diskų porai, atstumo tarp diskų įtaka našumui ir siurblio kompresijos koeficientui palyginti nedidelė, kas leidžia
padidinti atstumą tarp diskų iki 7 mm be siurblio parametrų pakeitimo. Didelę reikšmę siurblio parametrams turi kampai, kuriais išpjautos išėmos diskuose. Jeigu išėmos diskuose išpjautos dideliu kampu šalia viena kitos, tai siurblys turi mažą kompresijos koeficientą ir didelį našumą. Ir atvirkščiai, jei išėmos diskuose išpjautos mažu kampu viena prie kitos, tai siurblio kompresijos koeficientas didelis ir mažas našumas. Paprastai vidurinėje (aukštavakuuminėje) siurblio dalyje yra diskai su išėmomis , išpjautomis dideliu kampu viena prie kitos, o išoriniai diskai turi išėmas išpjautas mažu kampu viena nuo kitos
Kuo didesnis siurbiamų dujų molekulinis slėgis, tuo didesnis kompresijos koeficientas, kuris vandeniliui siekia 250, orui – 5×107 . Vis dėlto siurblio greitis vandeniliui žymiai didesnis negu orui. Tai aiškinama tuo, kad vandenilis sutinka mažesnį pasipriešinimą, tekėdamas pro siurblio pjūvius, skyles.
Turbomolekuliniai siurbliai gali būti pagaminti greičiui iki kelių tūkstančių litrų per sekundę. Dėl to siurbliams, skirtiems dideliam našumui ir turintiems didelius diskų matmenis reikia žymiai mažesnio apsisukimų skaičiaus, veikimo greitis nustatomas atitinkamu apsisukimų skaičiumi. Nuadojant turbomolekulinius siurblius į išsiurbiamą tūrį patenka žymiai mažiau alyvos garų negu naudojant garinius ir mechaninius siurblius.