CBVAC SSH20 - сухой двухвинтовой вакуумный насос для чистого форвакуума, лабораторных установок и поддержки высоковакуумных ступеней. Его паспортная быстрота 21,6 м³/ч сама по себе не определяет время откачки: реальный результат зависит от проводимости трубопровода, объема, газовыделения, начального давления и режима работы. Ниже приведен расчетный и эксплуатационный подход, позволяющий включить насос в систему без завышенных ожиданий.
Компактная сухая форвакуумная ступень
SSH20 представляет собой компактный двухвинтовой насос с воздушным охлаждением. Газ перемещается в рабочих полостях между синхронно вращающимися роторами и корпусом, а масло не используется в откачном объеме. Такое построение уменьшает риск углеводородного обратного потока, но не отменяет требований к защите от жидкости, твердых частиц и химически активных продуктов.
Граница применимости
В статье используются параметры SSH20 из руководства: 6 л/с, 21,6 м³/ч и предельное давление ≤1 Па. Встречающееся в иных материалах округление 6,3 л/с сюда не переносится. Допустимость паров воды, растворителей, коррозионных и пылевых сред подтверждается производителем для конкретной конфигурации защиты.
Исходная фотография серийной партии насосов. Конкретная комплектация входа, выхода и управления проверяется по паспорту.
Как двухвинтовая ступень создает вакуум
Два сопряженных ротора вращаются навстречу друг другу без контакта в рабочей полости. Газ захватывается со стороны входа, переносится вдоль винтовых каналов и вытесняется к выпуску. Минимальные зазоры снижают обратное перетекание, но именно утечки через зазоры, нагрев и деформация деталей во многом определяют характеристику насоса около предельного давления.
Сухой газовый тракт означает отсутствие масла в рабочей камере, а не полное отсутствие смазочных материалов в конструкции привода или подшипниковых узлах. Для пользователя важен результат: технологический газ не должен контактировать с масляной ванной, а выпуск и вентиляция должны быть организованы так, чтобы продукты процесса не возвращались в помещение или насос.
Идеальная оценка времени применима при постоянной быстроте и малом газовыделении. В реальном цикле добавляются десорбция стенок, течи, пары, изменение быстроты с давлением и объем трубопроводов. Проводимость C соединительной линии может стать главным ограничением.
Подтвержденные технические характеристики
| Параметр | Значение | Инженерное значение |
|---|---|---|
| Тип ступени | сухая двухвинтовая | масло отсутствует в рабочем газовом тракте |
| Пиковая быстрота | 6 л/с = 360 л/мин = 21,6 м³/ч | используется как верхняя граница расчетной скорости |
| Предельное давление | ≤1 Па | достигается в оговоренных условиях испытания |
| Вход / выход | DN25 ISO-KF / DN16 ISO-KF | переходы и выпускная линия не должны создавать лишнее сопротивление |
| Номинальная мощность | 750 Вт | проверяется резерв питания и коммутация |
| При предельном давлении | 510 Вт; 2,5 А | ориентир для установившегося режима из руководства |
| Электропитание | 1 фаза, 220 В ±10 %, 50/60 Гц | защитный аппарат выбирают по паспортной схеме |
| Разгон / выбег | 20 / 30 с | учитывается в последовательности клапанов |
| Уровень звука | <60 дБ(A) | условия и расстояние измерения должны быть сопоставимы |
| Виброскорость | <1 мм/с | основание и гибкая вставка влияют на передачу вибрации |
| Габариты | 381×273×227 мм | нужны сервисные зазоры для охлаждения |
| Масса | около 15 кг | учитывается несущая способность полки или тележки |
| Окружающая температура | от -10 до +40 °C | внутри шкафа температура может быть выше комнатной |
| Охлаждение | принудительное воздушное | воздухозабор и выпуск нельзя перекрывать |
Значения относятся к указанным сериям и редакциям исходных материалов. Комплектация, присоединения, допустимая среда и метрологическое исполнение фиксируются в спецификации конкретного заказа.
CBVAC SSH20: рабочие ориентиры
Расчет эффективной быстроты у камеры
Паспортные 6 л/с измеряются на входе насоса в определенных условиях. Если между камерой и SSH20 установлен длинный шланг малого диаметра, реальная быстрота Sэфф уменьшается. В последовательной вакуумной цепи складываются обратные величины быстроты насоса и проводимости линии, поэтому увеличение насоса не всегда ускоряет цикл.
Для предварительного расчета задают объем камеры, p₁, p₂ и оценку C. Затем добавляют газовую нагрузку Q: течи, десорбцию, технологический поток и пары. Рабочее давление в установившемся режиме приближенно связано с нагрузкой как p≈Q/Sэфф. Если Q растет, предельное давление насоса перестает быть достижимым на объекте.
Тепловой режим и зазоры
Исследования сухих винтовых насосов показывают, что газовые силы, теплообмен и деформация роторов связаны с входным давлением и частотой вращения. Зазоры должны быть достаточно малы для ограничения обратного перетекания и достаточно велики для исключения контакта при прогреве. Поэтому длительная работа вне расчетного режима может проявляться ростом температуры и мощности раньше, чем ухудшится давление.
Воздушное охлаждение упрощает интеграцию, но требует свободного потока воздуха. Насос не размещают вплотную к стенке и не используют нагретый воздух соседнего оборудования как охлаждающий. Пыль на решетке и вентиляторе увеличивает тепловое сопротивление, поэтому чистота канала входит в регулярный осмотр.
- фиксировать температуру помещения и корпуса;
- не перекрывать решетки и сервисные зазоры;
- сравнивать мощность при одинаковом давлении;
- останавливать насос при необычном звуке или вибрации.
Пары воды и конденсируемые среды
Сухая конструкция не означает неограниченную устойчивость к жидкой воде или конденсату. Если парциальное давление пара и температура приводят к конденсации внутри насоса, жидкость может изменить зазоры, вызвать коррозию, загрязнение или резкое увеличение нагрузки. До заказа анализируют состав, температуру и максимальный поток паров.
Инженерные меры включают прогрев входной линии, отделитель капель, управляемую продувку, выдержку после процесса и сухую очистку. Но эти меры применяют только в согласованной конфигурации. Без данных производителя нельзя объявлять SSH20 подходящим для любого влажного, коррозионного или пылевого процесса.
Защита от частиц и обратного потока
Твердые частицы опасны для малых рабочих зазоров. Фильтр выбирают по размеру частиц, допустимому падению давления и способности обслуживаться без загрязнения камеры. Слишком плотный фильтр снижает проводимость, а переполненный фильтр меняет время цикла и нагружает насос.
После останова направление потока может измениться. Вакуумный клапан, управляемый напуск и корректная последовательность отключения защищают камеру от возврата газа из выпуска. Если SSH20 работает как форвакуумная ступень турбомолекулярного насоса, блокировки должны учитывать скорость и состояние обеих машин.
- входной фильтр для подтвержденной фракции частиц;
- отсечной клапан у камеры;
- безопасная выпускная магистраль;
- контролируемый напуск сухого газа.
Правильный ввод SSH20 в вакуумную систему
Пуск без проверки газовой нагрузки и выпускной линии может дать нормальную индикацию в холостом режиме, но нестабильную температуру и давление в реальном процессе. Базовые значения времени откачки, мощности и температуры записывают при приемке.
Пуск и останов
Перед пуском проверяют свободный газовый тракт, крепление фланцев, питание, заземление и вентиляцию. Первый цикл выполняют без технологического газа и регистрируют время от атмосферного давления до нескольких контрольных точек. Такой тренд становится эталоном для последующей диагностики.
При останове закрывают технологическую нагрузку, дают насосу удалить остаточный газ и выполняют последовательность клапанов по схеме установки. Разгон 20 с и выбег 30 с означают, что электрическая команда не совпадает по времени с готовностью газового тракта. Автоматика должна учитывать эти интервалы.
SSH20 как форвакуум турбомолекулярного насоса
При совместной работе SSH20 создает давление на выпуске турбомолекулярной ступени и удаляет ее газовую нагрузку. Подбор выполняют не только по объему камеры, но и по максимально допустимому форвакуумному давлению, типу газа и пропускной способности высоковакуумного насоса. Пиковый процессный поток может быть важнее предельного давления.
Блокировка запуска и открытия высоковакуумного клапана должна опираться на измеренное давление, а не только на прошедшее время. При потере SSH20 турбомолекулярный насос переводят в состояние, предусмотренное производителем: закрытие клапана, торможение, контролируемый напуск или комбинация действий.
- давление включения высоковакуумной ступени;
- максимальный процессный поток;
- проводимость выпускной линии ТМН;
- реакция автоматики на отказ форвакуума.
Контроль состояния по трендам
Вместо ожидания аварии полезно сравнивать время достижения заданных давлений, установившуюся мощность, температуру, вибрацию и звук. Медленное ухудшение времени откачки может указывать на фильтр, течь или загрязнение камеры; рост мощности при одинаковом давлении требует проверки газовой нагрузки и механического состояния.
Тренд имеет смысл только при сопоставимых условиях: одинаковый объем, положение клапанов, температура и выдержка. Запись одного конечного давления без контекста не позволяет отделить насос от остальной системы.
- время до 1000, 100 и 10 Па;
- давление после одинаковой выдержки;
- мощность и ток в контрольной точке;
- температура корпуса и окружающего воздуха.
Области применения и ограничения
SSH20 подходит для лабораторных камер, аналитических приборов, чистой предварительной откачки, стендов контроля герметичности и компактных высоковакуумных систем, если газовая нагрузка соответствует согласованному исполнению. Небольшая масса и воздушное охлаждение удобны для тележек и локальных рабочих мест.
Выбор должен быть пересмотрен при большом количестве абразивной пыли, жидких капель, полимеризующихся соединений, коррозионных газов или высокой тепловой нагрузке. В этих случаях требуются специальная защита, другой тип насоса или процесс предварительной очистки.
Алгоритм инженерного подбора
Источники и научно-техническая основа
- CBVAC. SSH20 Dry Vacuum Pump - Operation Manual, разделы 3.1-3.4.
- CBVAC. SSH20 Dry Vacuum Pump - Core Competencies and Competitive Analysis, April 2026.
- Li D. et al. Simulation of dry screw vacuum pumps based on chamber model and thermal resistance network. Applied Thermal Engineering, 2022, 211, 118460.
- He Z. et al. Dynamic characteristics modelling and analysis for dry screw vacuum pumps. Vacuum, 2022, 198, 110868.
- Ma K. et al. CFD Simulation and Experimental Studying of a Dry Screw Vacuum Pump. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021.
- ISO 21360-1. Vacuum technology - Standard methods for measuring vacuum-pump performance - General description.
Библиография приведена для технической проверки и дальнейшего изучения. Активные внешние ссылки намеренно не размещены; ссылки внутри сайта ведут только на связанные материалы LeakLab.
Подбор, поставка и внедрение
LeakLab подбирает SSH20 по реальной газовой нагрузке, рассчитывает проводимость, согласовывает входную защиту и автоматику, выполняет пусконаладку и фиксирует базовые параметры установки. Такой подход важнее формального сравнения одной паспортной цифры.