Сколько нужно делать вакуум для достижения эффекта: Вакуум живота – варианты выполнения упражнения, сколько делать вакуум для получения результата?

Вакуум живота – варианты выполнения упражнения, сколько делать вакуум для получения результата?

Одним из эффективных упражнений для укрепления мышц брюшного пресса считается вакуум живота. Его рекомендуют выполнять не только поклонники йоги и бодифлекса, но и специалисты других оздоровительных практик. Легкое упражнение воздействует не только на мускулатуру пресса, но и позволяет решить ряд других проблем со здоровьем.

Что такое упражнение вакуум?

По своей сути упражнение вакуум – это статическое изометрическое упражнение, направленное на развитие и укрепление внутренних абдоминальных мышц пресса, к которым относятся поперечные мышцы и мускулатура диафрагмы. Они не задействуются при выполнении обычных скручиваний, от чего выполнение этой практики особенно полезно тем, кто хочет видеть у себя красивый пресс.

Вакуум живота широко известен сторонникам йоги – древнего учения о здоровье, насчитывающего тысячелетнюю историю, под названием уддияна бандха. Считается, что оттуда он перекочевал в другие спортивные практики. Техника подразумевает сильное втягивание живота на выходе с задержанием дыхания около полуминуты. Отсюда и получилось такое метафорическое название.

Польза упражнения вакуум

Пришедшее к нам из восточных практик это дыхательное упражнение для похудения имеет массу преимуществ для здоровья. Основным из них считается уменьшение объемов талии и формирование модного «плоского живота». Это актуально как для женщин, так и мужчин, стремящихся сформировать фигуру перевернутого треугольник.

Помимо этого есть и другие преимущества регулярного выполнения практики:

1. Оздоровление позвоночника и избавление от болей в спине.
2. Корректировка пропорций фигуры за счет уменьшения объемов талии.
3. Прорисовка пресса с созданием тех самых заветных кубиков.
4. Увеличение объема легких и улучшение метаболизма.
5. Стимуляция работы органов брюшной полости и малого таза за счет проведения необычного самомассажа.
6. Однако существуют и некоторые противопоказания упражнения вакуум, о которых обязательно нужно узнать перед началом их выполнения.

Вред упражнения вакуум

Определенным категориям людей такое упражнение для живота противопоказано. Оно может помимо пользы принести и вред в следующих случаях:

1. Если есть обострения хронических болезней желудочно-кишечного тракта, печени, почек или репродуктивных органов.
2. В течение полугода после оперативных вмешательств на органы живота или малого таза.
3. В период менструальных кровотечений и при беременности.
4. При нарушениях внутриглазного и внутричерепного давления, глаукоме.
5. Если имеются болезни сердечно-сосудистой системы: пороки сердца, сердечная недостаточность, ишемия, гипертония и другие.

Как правильно делать вакуум живота?

При отсутствии противопоказаний важно знать, как правильно делать вакуум живота для похудения для достижения максимального эффекта от простой тренировки:

1. Практика выполняется строго натощак сразу после пробуждения, либо же через 3-5 ч. после еды.
2. Вакуум для похудения лучше выполнять стоя.
3. Ноги нужно слегка согнуть в коленях, руки поставить на бедра, расслабить все мышцы.
4. На 10-15 счетов плавно глубоко выдохнуть, удаляя воздух из легких. При этом живот медленно втягивается к позвоночнику.
5. После глубокого выдоха нужно задержать дыхание и втянуть живот еще больше до максимально возможных пределов. Задержаться в таком положении на 10-15 сек.
6. Затем важно сделать плавный глубокий вдох, постепенно расслабляя мышцы пресса.

Варианты упражнения вакуум

Существуют и другие вариации исполнения вакуума для женщин, отличающиеся исходной позицией спортсмена:

1. Лежа на ровной твердой поверхности выполнение вакуума живота тоже физиологично. Сила тяжести помогает более интенсивному напряжению нужной мускулатуры.
2. Сидя, однако без опоры для спины. Тренироваться можно как на стуле или табуретке, так и на гимнастическом коврике.
3. Рядом со стеной или спинкой стула с опорой рук на поверхность. Однако такая поза не является самой удобной.
4. В стойке на коленях с небольшим наклоном туловища вперед. При этом руки важно размещать на коленях.
5. На «четвереньках», встав на колени и упершись прямыми руками в пол. Такое упражнение может стать частью утреннего тренировочного комплекса.

Сколько делать вакуум живота?

Для того чтобы вакуум для живота принес ожидаемый эффект, специалисты рекомендуют придерживаться следующей периодичности:

1. Тренировка должна состоять из 2-3-х подходов, в каждом из которых около 10-ти повторений.
2. Упражнение можно выполнять 5-7 дней в неделю, исключая периоды менструации.
3. Некоторые специалисты советуют даже практиковать упражнение и в течение дня, для правильного расположения внутренних органов и создания прочного мышечного корсета.

Статьи по теме:

Как делать вакуум живота для похудения: отзывы, результаты и техника

Плоский подтянутый живот – мечта каждого моего читателя, который до сих пор его не имеет. В этой статье Вы познакомитесь с упражнением, способным уменьшить талию без изнурительных диет уже спустя месяц тренировок. Выполнять его можно в любое время и в любом месте: дома, на работе, в душе и т.д. Заинтригованы? Читайте до конца.

Содержание

1. Вакуум живота – что это?
2. Что дает упражнение?
3. Небольшой урок анатомии: как работает вакуум?
4. Преимущества упражнения
5. Недостатки упражнения
6. Противопоказания к упражнению «вакуум»
7. Как правильно делать вакуум живота?
8. Как выполнять упражнение?
9. Сколько раз делать вакуум живота?
10. Вакуум после родов
11. Отзывы о вакууме живота
12. Подведем итоги

Вакуум живота – что это?

Если Вы хотите узнать, как делать вакуум живота для похудения, я отвечу сразу – никак. Вакуум не заставит Вас похудеть, он только визуально подтянет Ваш животик без фактического похудения.

Упражнение считается самым эффективным для прокачки внутренних поперечных мышц. Визуально вакуум выглядит, как втягивание живота. В действительности между вакуумом и втягиванием есть существенная разница.

Изначально техника использовалась в йоге. Там это упражнение называется «уддияна бандхи». Позже оно было популяризировано Фрэнком Зейном – известным бодибилдером. На одном из состязаний он впервые представил позу «вакуум» и официально считается ее автором.

Обратите внимание! Участницы конкурсов фитнес-бикини часто используют навыки, полученные от упражнения «вакуум», чтобы продемонстрировать эффектную позу перед членами жури.

Что дает упражнение?

Даже худенькие девушки часто сталкиваются с проблемой подвисающего или выпирающего живота. С этой проблемой не справятся ни диеты, ни кардионагрузки, ни силовые упражнения. «Подвисающий» животик появляется в том случае, если ослаблены мышцы глубокого залегания живота. Упражнение «вакуум» — чуть ли не единственный способ их задействовать.

Небольшой урок анатомии: как работает вакуум?

Вакуум – это сугубо дыхательное упражнение. Во время него проходит изометрическое сокращение поперечных мышц живота. Звучит сложно? Сейчас объясним.

Существуют изометрические и изотонические упражнения. Во время первых сокращение происходит от напряжения мышцы. Во время вторых – от изменения длины. Хороший пример изометрического упражнения – известная всем «планка». Изотонического – приседания, жимы, тяги и т.д.

Во время вакуума напрягается (TVA) поперечная брюшная мышца. Она действует, как корсет, утягивая брюшную стенку. В прокаченном состоянии мышца «стягивает» животик. Появляется эффект осиной талии.

Преимущества упражнения

Перед тем как приступить к разбору техники, мы с Вами подробнее остановимся на эффектах и преимуществах упражнения. Итак, вакуум:

• Убирает «выпадающий» вперед из-за слабой поперечной мышцы живот.
• Визуально увеличивает диаметр грудной клетки.
• Стабилизирует позвоночник, уменьшает боли в пояснице (особенно актуально для женщин).
• Улучшает осанку.
• Улучшает работу внутренних органов пищеварительной системы.

• Ускоряет обмен веществ.
• Дает возможность добиться подтянутого живота без перекаченного пресса.
• Развивает поперечные мышцы живота.
• Повышает скорость форсированного выдоха при пробе Вальсальвы (закрытом рте и носе).
• Уменьшает вероятность обвисания внутренних органов.

Обратите внимание! Нельзя говорить о преимуществах упражнения «вакуум» и не упомянуть о комфорте при его непосредственном исполнении. Необязательно посещать спортивный зал, чтобы тренироваться – выполнять упражнение можно в домашних и даже в офисных условиях.

При правильной технике Вы также не чувствуете никакого дискомфорта или боли в мышцах. Живот подтягивается сам без каких-либо серьезных усилий с Вашей стороны. Главное – выполнять упражнение правильно.

Недостатки упражнения

Некоторым людям упражнение «вакуум» может только навредить. Перед началом тренировок ознакомьтесь со списком противопоказаний. Еще лучше – обратитесь к врачу за консультацией. Помните, что здоровье важнее всего.

Противопоказания к упражнению «вакуум»

Упражнение «вакуум» противопоказано людям с заболеваниями легких, сердечно-сосудистой системы, язвой желудка, двенадцатиперстной кишки и любых заболеваниях пищеварительной системы. С осторожностью нужно подходить к вакууму при инфекционных заболеваниях или обостренных хронических.

Обратите внимание! Во время упражнения нам придется задерживать дыхание. Для некоторых людей (например, болеющих астмой) это очень сложно, но не опасно.

Полностью исключить упражнение нужно в критические дни и в случае беременности. Продолжить тренировку можно через 6-8 недель после родов. Обращайте внимание на свое самочувствие.

При правильной технике у Вас ничего не должно болеть. Вообще. В процессе выполнения Вы должны чувствовать только напряжение мышц. Если Вы почувствуете боль любого характера в области живота – прекращайте тренировку и сразу обращайтесь к врачу. Это значит, что с Вами что-то не так.

Как правильно делать вакуум живота?

Особой разницы между видами вакуума нет. Они отличаются только положением тела. В остальном все то же самое. Выполнять упражнение можно в положениях:

• Лежа.

• Сидя.

• Полусидя.
• Стоя.

• На четвереньках (на коленях).

Проще всего выполнять вакуум лежа, сложнее всего – стоя. Новичкам рекомендуется начинать с лежачей позиции, постепенно переходить в сидячую, потом попробовать сделать упражнение на четвереньках и только после этого тренироваться стоя.

Как выполнять упражнение?

Выполняйте упражнение на голодный желудок. Удобнее всего делать это в кровати сразу после просыпания. Если Вы уже освоили вакуум лежа, упражнение можно выполнять стоя во время утреннего душа. Работайте в несколько этапов:

1. Сперва Вам нужно занять позицию. Помните, что в лежачей позиции сама гравитация Вам существенно поможет. Начните с нее.
2. Сделайте глубокий вдох через нос и тут же выдохните через рот. Старайтесь выдохнуть так сильно, чтобы полностью избавить легкие от воздуха. Задержите дыхание.
3. Поднимите грудную клетку вверх так, будто Вы делаете вдох. Если все сделано правильно, Вы почувствуете легкое натяжение (тот самый вакуум) в области под ребрами.
4. Задержитесь в таком положении на несколько секунд. Делайте легкие вдохи так, чтобы дыхание не препятствовало натяжению в области живота.

Обратите внимание! Ваш живот должен стремиться к позвоночнику и при этом находиться в расслабленном состоянии. Если Вы не ощущаете вакуум в животе, пользы от упражнения не будет никакой.

Сколько раз делать вакуум живота?

Если у Вас есть такая возможность, выполняйте упражнение минимум 5 дней в неделю. Этого достаточно, чтобы мышцы привыкли к постоянному натяжению и естественным образом поддерживали его постоянно.

Выполняйте 3-5 подходов за одну тренировку. Один вакуум нужно держать 10-20 секунд. Заканчивайте тренировку тогда, когда напряжение в мышцах переходит в боль. Для лучшего эффекта рекомендуем выполнять упражнение утром (после просыпания) и вечером (перед отходом ко сну).

Вакуум после родов

После родов живот девушки теряет свою упругость и становится выпирающим. Это происходит из-за растяжения мышц живота и увеличения объема брюшной полости. Упражнение вакуум будто специально создавалось для восстановления плоского животика после родов. Когда можно начинать тренировки?

Лактация не является противопоказанием к тренировкам. Тем не менее, после родов нужно подождать некоторое время. Если сразу же начать делать упражнения, могут разойтись швы или опуститься стенки влагалища из-за повышения внутрибрюшного давления.

Если Вы рожали естественным путем, подождите 6-8 недель. Если Вы использовали кесарево сечение – подождите 2.5 месяца.

После этого периода Вы спокойно можете сочетать вакуум с прокачкой пресса и мышц спины.

Обратите внимание! Мышцам спины в по время послеродовых тренировок нужно уделять повышенное внимание. Увеличивайте нагрузку постепенно, делайте сперва 1/2 от привычного кол-ва подходов. Медленно восстанавливайте темп.

Отзывы о вакууме живота

Эффективность вакуума в каждом конкретном случае разнится. Так, например, одна из моих клиенток отмечает уменьшение талии на 3 см за неделю. Другая – на 3 сантиметра за месяц. Большинству девушек удалось добиться хороших результатов в течении 1-2 месяцев. Мужчины имеют больший статистический разброс: некоторым хватало меньше 1 месяца для достижения результатов, некоторым нужно было 2-2. 5.

Обратите внимание! Никакого эффекта от упражнения не заметили люди, которые не имели выпадающего живота, но все равно хотели уменьшить талию. Это связано с и без того подкаченной поперечной мышцей живота. Если Вы не замечаете за собой проблемы выпадающего живота, упражнение вряд ли уменьшит Вашу талию. Попробуйте лучше нормализовать питание и выполнять упражнения, рассчитанные именно на похудение.

Еще одна девушка отмечала эффективность упражнения, но жаловалась мне на головные боли и ухудшения самочувствия. Это не удивительно, ведь тут же она сказала, что делала 16 подходов вместо положенных 3-5. Не перегружайте себя, и все будет хорошо.

Если Вы все еще недостаточно мотивированы, чтобы начать упражняться – оцените фото людей, которые уже попробовали.

Подведем итоги

В заключение выделим несколько важных моментов, на которых стоит заострить Ваше внимание:

• Вакуум живота не поможет Вам уменьшить талию, если поперечная мышца и без того подкачена. Упражнение не уменьшает Ваш фактический вес – оно подтягивает животик, делая Вас визуально стройнее.
• Начинайте практиковаться в положении лежа, плавно переходите в позицию на четвереньках, потом – в позицию сидя. Если почувствуете, что вакуум в положении сидя дается Вам легко – начинайте выполнять стоя.
• Не тренируйтесь после еды. Только натощак. Старайтесь не только не есть, но и не пить перед упражнением.
• Для лучшего результата следует совмещать упражнение «вакуум» с «планкой» и прокачкой пресса.
• Следите за своим самочувствием. Во время вакуума мы приводим в движение добрую треть наших внутренних органов. Ознакомьтесь с противопоказаниями перед выполнением упражнения.

Ну вот и все. Теперь Вы знаете все необходимое, чтобы иметь плоский живот и осиную талию. Если у Вас возникли какие-то вопросы — задайте их мне через форму обратной связи. Все разъясним и расскажем.

Следите за фигурой, не забывайте про здоровое питание и читайте наш блог, чтобы узнавать еще больше интересного!

Основы вакуума | Power & Motion

Загрузить эту статью в формате . PDF

При откачке воздуха из замкнутого объема возникает перепад давления между объемом и окружающей атмосферой. Если этот замкнутый объем будет ограничен поверхностью вакуумной присоски и заготовки, атмосферное давление будет прижимать два объекта друг к другу. Величина удерживающей силы зависит от площади поверхности, разделяемой двумя объектами, и уровня вакуума. В промышленной вакуумной системе вакуумный насос или генератор удаляет воздух из системы для создания перепада давления.

Поскольку практически невозможно удалить все молекулы воздуха из контейнера, невозможно достичь идеального вакуума. Конечно, по мере удаления большего количества воздуха перепад давления увеличивается, и потенциальная сила вакуума становится больше.

Рис. 1. Сила атмосферного давления определяет высоту столбика ртути в простом барометре.

Уровень вакуума определяется перепадом давления между откачиваемым объемом и окружающей атмосферой. Можно использовать несколько единиц измерения. Большинство относится к высоте ртутного столба — обычно это дюймы ртутного столба (дюймы ртутного столба) или миллиметры ртутного столба (мм ртутного столба). Общепринятой метрической единицей измерения вакуума является миллибар или мбар. Другие единицы давления, иногда используемые для выражения вакуума, включают взаимосвязанные единицы атмосфер, торр и микроны. Одна стандартная атмосфера равна 14,7 фунтов на квадратный дюйм (290,92 дюйма рт. ст.). Любая часть атмосферы представляет собой частичный вакуум и соответствует отрицательному манометрическому давлению. Торр определяется как 1/760 атмосферы, а также может рассматриваться как 1 мм ртутного столба, где 760 мм ртутного столба равняется 29,92 дюйма ртутного столба. Еще меньше микрон, определяемый как 0,001 торр. Однако эти устройства чаще всего используются при работе с почти идеальным вакуумом, обычно в лабораторных условиях, и редко в гидродинамических приложениях.

Атмосферное давление измеряется барометром. Барометр состоит из вакуумной вертикальной трубки, верхний конец которой закрыт, а нижний конец находится в контейнере с ртутью, который открыт для атмосферы, рис. 1. Давление, оказываемое атмосферой, действует на открытую поверхность жидкости, заставляя ртуть вверх в трубу. Атмосферное давление на уровне моря будет поддерживать ртутный столбик, как правило, не более 290,92 дюйма высокая. Таким образом, стандарт атмосферного давления на уровне моря составляет 29,92 дюйма ртутного столба, что соответствует абсолютному давлению 14,69 фунтов на квадратный дюйм.

Двумя основными ориентирами во всех этих измерениях являются стандартное атмосферное давление и идеальный вакуум. При атмосферном давлении значение 0 дюймов ртутного столба эквивалентно 14,7 фунтов на квадратный дюйм. В противоположной контрольной точке, 0 фунтов на квадратный дюйм, — идеальный вакуум (если бы его можно было достичь) — имел бы значение, равное другому пределу его диапазона, 29,92 дюйма рт. ст. Однако расчет рабочей силы или изменения объема в вакуумных системах требует преобразования в отрицательное манометрическое давление (psig) или абсолютное давление (psia).

Атмосферному давлению присваивается нулевое значение на циферблатах большинства манометров. Поэтому измерения вакуума должны быть меньше нуля. Отрицательное манометрическое давление обычно определяется как разница между заданным вакуумом в системе и атмосферным давлением.

Измерение вакуума

Рис. 2. U-образный манометр, наполненный ртутью, измеряет вакуум как разницу между источником вакуума и атмосферным давлением.

Несколько типов манометров измеряют уровень вакуума. Манометр с трубкой Бурдона является компактным и наиболее широко используемым устройством для контроля работы и производительности вакуумной системы. Измерение основано на деформации изогнутой эластичной трубки Бурдона при подаче вакуума на порт манометра. При правильном соединении манометры с составной трубкой Бурдона показывают как вакуум, так и избыточное давление.

Электронным аналогом вакуумметра является преобразователь. Вакуум или давление отклоняют эластичную металлическую диафрагму. Это отклонение изменяет электрические характеристики взаимосвязанных цепей для создания электронного сигнала, который представляет уровень вакуума.

Рис. 3. Манометр абсолютного давления измеряет вакуум как разницу уровней ртути в двух его ветвях.

U-образный манометр, рис. 2, показывает разницу между двумя значениями давления. В своей простейшей форме манометр представляет собой прозрачную U-образную трубку, наполовину заполненную ртутью. Когда оба конца трубки находятся под атмосферным давлением, уровень ртути в каждой ноге одинаков. Применение вакуума к одной ноге заставляет ртуть подниматься в этой ноге и падать в другой. Разница в высоте между двумя уровнями указывает уровень вакуума. Манометры могут измерять вакуум непосредственно до 290,25 дюйма рт.ст.

Манометр абсолютного давления показывает давление выше теоретического идеального вакуума. Он имеет ту же U-образную форму, что и манометр, но одна ножка манометра абсолютного давления герметична, рис. 3. Ртуть заполняет эту герметичную ветвь, когда манометр находится в состоянии покоя. Применение вакуума к незапечатанной ноге снижает уровень ртути в запечатанной ноге. Уровень вакуума измеряется с помощью скользящей шкалы, расположенной так, чтобы ее нулевая точка находилась на уровне ртутного столба в негерметичной ножке. Таким образом, этот датчик компенсирует изменения атмосферного давления.

Промышленные вакуумные системы

Вакуумы подразделяются на три диапазона:

• грубый (или грубый), до 28 дюймов ртутного столба
• средний (или мелкий), до одного микрона,
• высокий, более одного микрона.

Почти все промышленные вакуумные системы являются грубыми. На самом деле, большинство подъемных и удерживающих устройств работают при уровне вакуума всего от 12 до 18 дюймов ртутного столба. Это связано с тем, что, как правило, более экономично увеличивать подъемную или удерживающую силу за счет увеличения площади контакта между заготовкой и вакуумной присоской, чем создавать более высокий вакуум и использовать ту же площадь контакта.

Средний вакуум используется для технологических процессов, таких как молекулярная дистилляция, сушка вымораживанием, дегазация и нанесение покрытий. Высокий вакуум используется в лабораторных приборах, таких как электронные микроскопы, масс-спектрометры и ускорители частиц.

Выборка множества стандартных компонентов для сборки вакуумной системы: одно- и многоступенчатые генераторы вакуума, клапаны, переключатели, вакуумные присоски и т. д.

Типичная вакуумная система состоит из источника вакуума, нагнетательных линий, арматура, а также различная регулирующая арматура, выключатели, фильтры и защитные устройства. Предотвращение утечек особенно важно для вакуумных систем, поскольку даже очень небольшие утечки могут значительно снизить производительность и эффективность. Если используется пластиковая трубка — как это часто бывает — убедитесь, что она предназначена для работы в вакууме. В противном случае стенки трубки могут разрушиться под действием вакуума и заблокировать поток. Кроме того, вакуумные линии должны быть настолько короткими и узкими, насколько это практически возможно, чтобы ограничить объем воздуха, который необходимо удалить.

Важным конструктивным соображением при работе с зажимными приспособлениями является использование вакуумного насоса только для достижения необходимого уровня вакуума. Как только заготовка соприкоснется с вакуумной присоской и будет достигнут требуемый вакуум, обесточивание нормально закрытого клапана будет поддерживать вакуум на неопределенный срок — при условии отсутствия утечки. Поддержание вакуума таким образом не потребляет энергии и позволяет избежать непрерывной работы вакуумного насоса.

Компании также предлагают запатентованные устройства, такие как вакуумные присоски со встроенными клапанами и клапаны, перекрывающие поток из присоски с чрезмерной утечкой. Этот клапан предназначен для предотвращения ложного отключения при работе с пористыми заготовками (такими как картон), а также для предотвращения снижения вакуума в соседней присоске из-за утечки в одной присоске.

Выбор вакуумного насоса

Первым важным шагом в выборе подходящего вакуумного насоса является сравнение требуемого уровня вакуума с максимальными характеристиками вакуума коммерческих насосов. На низких уровнях есть большой выбор насосов. Но по мере увеличения уровня вакуума выбор сужается, иногда до такой степени, что может быть доступен только один тип насоса.

Чтобы рассчитать потребность системы в вакууме, считайте все рабочие устройства приводными. Рабочий вакуум устройств можно определить с помощью расчетов, основанных на справочных формулах, теоретических данных, информации из каталога, кривых производительности или испытаний, проведенных с прототипами систем. Как только вы узнаете необходимый вакуум, вы можете приступить к поиску насосов, отвечающих требованиям применения.

Максимальное значение вакуума для насоса обычно выражается для непрерывных или прерывистых рабочих циклов и может быть получено от производителей насосов. Поскольку максимальный теоретический вакуум на уровне моря составляет 29,92 дюйма ртутного столба, фактические возможности насоса основаны на этом теоретическом значении и сравниваются с ним. В зависимости от конструкции насоса предел вакуума находится в пределах от 28 до 29,5 дюймов ртутного столба или примерно 93% или 98% от максимального теоретического значения. Для некоторых типов насосов максимальное значение вакуума будет основываться на этом практическом верхнем пределе. Для других, где рассеивание тепла является проблемой, максимальное значение вакуума может также учитывать допустимое повышение температуры.

Механические вакуумные насосы

Обычный вакуумный насос можно рассматривать как компрессор, который работает с всасыванием ниже атмосферного давления и выпуском при атмосферном давлении. Компрессоры и вакуумные насосы имеют идентичные механизмы откачки. Вакуумный насос просто подключается к трубопроводу для забора воздуха из закрытого контейнера и выпуска в атмосферу, что прямо противоположно тому, что делает компрессор. Хотя машины имеют много общего, при проектировании системы необходимо учитывать два существенных различия между действиями сжатия и вакуумной откачки. Максимальное изменение давления, создаваемое вакуумным насосом, ограничено; оно никогда не может быть выше атмосферного давления. Кроме того, по мере увеличения вакуума объем воздуха, проходящего через насос, постоянно падает. Следовательно, сам насос в конечном итоге должен поглощать практически все выделяемое тепло.

Механические вакуумные насосы, как правило, подразделяются на поршневые или объемные (динамические). Насосы прямого вытеснения всасывают относительно постоянный объем воздуха, несмотря на любое изменение уровня вакуума, и могут создавать относительно высокий вакуум. К основным типам объемных насосов относятся: возвратно-поступательные и качающиеся поршневые, пластинчато-роторные, диафрагменные, с лопастным ротором и винтовые конструкции.

Насосы прямого вытеснения используют изменения кинетической энергии для перемещения воздуха из замкнутой системы. Они обеспечивают очень высокие скорости потока, но не могут обеспечить высокий вакуум. Основные насосы прямого вытеснения представляют собой многоступенчатые центробежные агрегаты с осевым потоком и регенеративные (или периферийные) воздуходувки. Из них только воздуходувка является экономичным выбором для автономных или специализированных вакуумных систем.

Температурные факторы очень важны при выборе механического вакуумного насоса, поскольку сильное внешнее или внутреннее тепло может сильно повлиять на производительность и срок службы насоса. Внутренняя температура насоса важна, потому что по мере увеличения уровня вакуума остается меньше воздуха для отвода выделяемого тепла, поэтому насос должен поглощать больше тепла. Для работы в условиях высокого вакуума часто требуются мощные насосы с системами охлаждения. Но легкие насосы могут работать при максимальном вакууме в течение коротких периодов времени, если между циклами имеется достаточный период охлаждения. Насос подвергается общему повышению температуры в результате воздействия на него всех источников тепла — внутреннего тепла плюс тепла от внутренней утечки, сжатия, трения и внешней температуры окружающей среды.

Вакуумные насосы типа Вентури

Многие машины, которым требуется вакуум, также используют сжатый воздух. И если вакуум требуется только периодически, сжатый воздух, который уже доступен, можно использовать для создания вакуума с помощью устройства, называемого вакуумным генератором, также известного как вакуумный эжектор или вакуумный насос. Кроме того, сжатый воздух также можно использовать в сочетании с вакуумной присоской, создавая струю воздуха для ускорения извлечения заготовки.

Рисунок 4. Вакуумный генератор типа Вентури создает вакуум из потока сжатого воздуха. Самые последние конструкции создают вакуум до 27 дюймов ртутного столба от источника сжатого воздуха с давлением менее 50 фунтов на квадратный дюйм.

Вакуумные генераторы работают по принципу Вентури, рис. 4. Отфильтрованный несмазанный сжатый воздух поступает через впускное отверстие A . Отверстие диффузора (сопло) B вызывает увеличение скорости воздушного потока, тем самым снижая его давление, что создает вакуум в канале C . Воздушный поток выбрасывается в атмосферу через глушитель D .

Вакуумные генераторы имеют ряд преимуществ. Они компактны и легки, поэтому их часто можно устанавливать в точке использования или рядом с ней. Они недороги и, поскольку не имеют движущихся частей, не требуют обслуживания, связанного с механическими вакуумными насосами. Им не нужен источник электроэнергии, потому что они создают вакуум, подключаясь к существующей системе сжатого воздуха. Тем не менее, при дооснащении машины производительность существующей пневматической системы, возможно, придется увеличить. Выделение тепла, которое часто является ограничивающим фактором для механических вакуумных насосов, не имеет большого значения для вакуумных генераторов.

Механические насосы чаще всего предназначены для непрерывного создания вакуума в машине. Но многие из этих машин на самом деле используют вакуум только периодически в разных местах. В подобных случаях генераторы вакуума могут обеспечить практическую альтернативу, подавая вакуум с перерывами в каждом источнике, а не непрерывно для всей машины.

Генераторы вакуума управляются простым запуском или прекращением подачи сжатого воздуха к соплу. Вакуумные генераторы использовались десятилетиями, но относительно недавние усовершенствования привели к конструкциям сопел, которые обеспечивают более высокую эффективность работы.

Еще одна разработка с использованием трубки Вентури — многоступенчатые вакуумные генераторы. В этой конфигурации два или более вакуумных генератора соединяются последовательно для создания большего потока вакуума без использования большего количества сжатого воздуха. По сути, выхлоп из первой форсунки (которая определяет максимально достижимый уровень вакуума) служит входом для второй ступени. Затем выхлоп второй ступени служит входом для третьей ступени. Это означает, что многоступенчатый генератор откачивает заданный объем быстрее, чем одноступенчатый, но в конечном итоге они оба будут создавать одинаковый уровень вакуума.

Выбор вакуумного генератора зависит от требуемой подъемной силы и объема воздуха, который необходимо откачать. Подъемная сила зависит от уровня вакуума, который может создать генератор, который, в свою очередь, зависит от подаваемого давления воздуха, а также от эффективной площади вакуумной присоски. В большинстве приложений важно, чтобы генератор мог создавать требуемый вакуум за как можно более короткое время, чтобы свести к минимуму потребление воздуха.

Как долго достигается максимальный вакуум?

При выборе одного из нескольких вакуумных насосов важным фактором может быть то, сколько времени требуется каждому насосу для достижения необходимого вакуума.

Как правило, насос малой производительности и насос большой производительности с одинаковыми характеристиками максимального вакуума будут создавать одинаковый вакуум. Меньший насос просто занимает больше времени. Насколько дольше, зависит от производительности насоса и размера системы. Но простое деление объема системы на производительность открытого насоса не даст правильного ответа.

Во время откачки чем выше становится вакуум, тем меньше молекул воздуха остается в закрытом объеме. Таким образом, при каждом ходе насоса может быть удалено меньшее количество молекул. В результате возникает логарифмическая зависимость при приближении к идеальному вакууму. Время, необходимое для откачки системы до определенного уровня вакуума, можно приблизительно оценить по следующей формуле:
T = (V × N) ÷ 4Q ,
Где:
T — это время, мин
V — это объем системы, FT ^{3 9999 V — это система системы, FT 3 99999988. производительность, куб. м, и
n является константой для приложения.}

Для точных приложений n можно определить с помощью натурального логарифма. Для большинства целей достаточно следующего:
n = 1 для вакуума до 15 дюймов ртутного столба
n = 2 для вакуума >15, но ≤ 22,5 дюймов рт.ст. и
n = 3 для вакуума ≥ 22,5 и до 26 дюймов рт.ст.

Еще одно осложнение: производительность насоса в уравнении не является открытой производительностью (производительностью при атмосферном давлении), которую обычно указывают производители. Вместо этого он представляет собой среднюю производительность насоса при падении давления в системе до конечного уровня вакуума. Это значение не всегда доступно, но его можно приблизительно определить по кривым производительности насосов производителей. Эти кривые отображают производительность насоса при различных уровнях вакуума.

Чтобы связать эти кривые с уравнением, просто подставьте значения в уравнение, используя показания производительности насоса из кривой при различных уровнях вакуума с шагом 5 дюймов ртутного столба, до желаемого уровня. Затем суммируйте это время.

Наконец, обратите внимание, что это время откачки основано на том, что все компоненты системы работают на оптимальном уровне. Рекомендуется 25% дополнительного запаса времени для компенсации неэффективности системы и утечек.

Вакуум на больших высотах

Атмосферное давление определяет максимально достижимую силу вакуума. А стандартное атмосферное давление на уровне моря составляет 29,92 дюйма ртутного столба. Но что происходит в местах на милю выше уровня моря? Максимальный вакуум, который может быть достигнут в местах над уровнем моря, будет меньше 29,92 дюйма ртутного столба. Сила будет ограничена атмосферным давлением окружающей среды. Вакуумные насосы имеют максимальные значения вакуума, основанные на условиях на уровне моря, и должны быть изменены для работы на больших высотах.

Сначала определите местное атмосферное давление. Эмпирическое правило гласит, что на каждые 1000 футов высоты над уровнем моря атмосферное давление падает на 1 дюйм ртутного столба. Используя округленные цифры, для города на высоте 5000 футов атмосферное давление составляет около 25 дюймов ртутного столба.

Чтобы отрегулировать мощность насоса, представьте эту мощность в процентах от атмосферного давления на уровне моря. Если насос рассчитан на 25 дюймов ртутного столба, он может достичь 83,4% (25 29,92) идеального вакуума на уровне моря. На высоте 5000 футов тот же самый насос может достигать 83,4% от 25 дюймов ртутного столба или вакуума 20,85 дюймов ртутного столба.

Давление и вакуум
Проценты вакуум	Дюймы ртутного столба (дюймы ртутного столба)	Давление
10	3,0	-1,47 фунтов на кв. дюйм	-0,10 бар
15	4,5	-2,21 фунт/кв. дюйм	-0,15 бар
20	6,0	-2,94 фунтов на кв. дюйм	-0,20 бар
25	7,5	-3,68 фунтов на кв. дюйм	-0,25 бар
30	9,0	-4,41 фунтов на кв. дюйм	-0,30 бар
35	10,5	-5,15 фунтов на кв. дюйм	-0,35 бар
40	12,0	-5,88 фунтов на кв. дюйм	-0,40 бар
45	13,5	-6,62 фунтов на кв. дюйм	-0,45 бар
50	15,0	-7,35 фунтов на кв. дюйм	-0,50 бар
55	16,5	-8,09 фунтов на кв. дюйм	-0,55 бар
60	18,0	-8,82 фунтов на кв. дюйм	-0,60 бар
65	19,5	-9,56 фунтов на кв. дюйм	-0,65 бар
70	21,0	-10,29 фунтов на кв. дюйм	-0,70 бар
75	22,5	-11,03 фунтов на кв. дюйм	-0,75 бар
80	24,0	-11,76 фунтов на кв. дюйм	-0,80 бар
85	25,5	-12,50 фунтов на кв. дюйм	-0,85 бар
90	27,0	-13,23 фунтов на кв. дюйм	-0,90 бар
95	28,5	-13,97 фунтов на кв. дюйм	-0,95 бар
100	30,0	-14,70 фунтов на кв. дюйм	-1,01 бар

Скачать эту статью в формате .PDF

Создание вакуума | Общественный колледж Нормандейла

Фила Дэниэлсона

Хотя создание вакуума — действительно невероятно сложная концепция, тему можно упростить до одного вопроса и одного правила:

В этих упрощенных концепциях скрывается множество ловушек, требующих тщательного обдумывания и осторожности, чтобы их избежать, но их можно успешно избежать, оставаясь в рамках концепции. Имейте в виду, что на практике никто в здравом уме не создает вакуум без причины. Прежде чем перейти к причинам, нам нужно простое определение. Вакуум — это любое давление ниже атмосферного, для чего требуется что-то, чтобы его удерживать (камера) и средство для снижения давления (насос).

Итак, мы говорим об удалении молекул газа из камеры. На рис. 1 показано ошеломляющее количество вовлеченных молекул. Каким бы ни был процесс или продукт, требующий вакуума, в камере может существовать максимальное количество молекул, если продукт или процесс должны быть успешно произведены или осуществлены. Итак, первые этапы ответа на вопрос «Что вы пытаетесь сделать?» вопрос заключается в том, чтобы определить продукт/процесс и целевое давление. На этом этапе вступает в действие единственное правило, заключающееся в том, что каждый компонент и процедура, связанные с созданием вакуума, должны быть выбраны или выполнены должным образом, иначе результатом будет невозможность достижения целевого давления.

Это можно переформулировать как дилемму Дэниелсона, потому что сложность вакуумной системы больше, чем сложность суммы ее частей.

Устройство откачки

Как правило, вакуум создается путем подачи воздуха при атмосферном давлении в какую-либо камеру. Вакуумный насос прикреплен к камере с целью удаления достаточного количества молекул газа из камеры для достижения максимально допустимого количества (давления) для удовлетворения целевого давления, установленного в ответ на вопрос: «Что я пытаюсь сделать?» Поскольку воздух представляет собой смесь газов, позже в этом обсуждении необходимо будет рассмотреть относительный состав газа, поэтому состав атмосферного воздуха показан на рисунке 2.9.0003

При атмосферном давлении молекулы газа расположены очень близко друг к другу; и поскольку они находятся в постоянном движении, расстояние между столкновениями молекул очень короткое. Это расстояние известно как средней длины свободного пробега .

По мере удаления молекул вакуумным насосом расстояние между столкновениями становится все больше и больше. На рис. 3 показана зависимость длины свободного пробега от давления. По мере того, как молекулы удаляются, остается меньше других молекул, с которыми сталкивается данная молекула, и расстояние становится все больше и больше по мере снижения давления. Эта концепция, хотя и довольно очевидная, важна для понимания вакуумной технологии, поскольку поведение и поток молекул составляют почти весь предмет.

Когда откачка начинается при атмосферном давлении, молекулы газа находятся в состоянии потока, называемом вязким потоком . Это означает, что постоянные столкновения молекул заставят популяцию молекул в заданном объеме немедленно выровняться, как только некоторые молекулы будут удалены. Это поведение является тем, что большинство людей считают эффектом перепада давления, поскольку, по-видимому, существует движущая сила, движущая молекулы. Это можно увидеть более отчетливо, когда мы начинаем удалять молекулы из камеры.

Начиная с атмосферного давления, молекулы чаще всего удаляются с помощью какого-либо механического объемного насоса . Это может быть что угодно, от ротационного насоса с масляным уплотнением до безмасляного диафрагменного, поршневого или спирального насоса. Общая идея такая же, как в том, что газ в откачиваемой камере расширяется до фиксированного объема, где он изолируется, а затем механически сжимается до точки, где он выбрасывается на другую ступень или прямо в атмосферу. Воздействие и последующая изоляция молекул в камере до фиксированного объема продолжается с высокой скоростью, и удаляется все больше и больше молекул.

Однако происходят две вещи.

1. По мере того как удаляется все больше и больше молекул, длина свободного пробега увеличивается, что приводит к все большему и большему времени достижения равновесия в молекулярной популяции, так что кажущаяся движущая сила давления уменьшается, и

2. Меньше и меньше молекул удаляется с каждым циклом насоса, поскольку меньше молекул доступно для перекачки.

Во время этого процесса молекулярного удаления состав воздуха в виде газовой смеси остается почти таким же с точки зрения относительных соотношений, как показано на рис. 2, и полное молекулярное удаление продолжается, как указано выше, до тех пор, пока длина свободного пробега не станет достаточно большой. что данная молекула с большей вероятностью ударится о стенку камеры, чем другая молекула. В этот момент меняется все поведение молекул, и процесс переходит на совершенно другой режим течения. Поскольку молекулярное поведение основано на эффекте длины свободного пробега, который является функцией концентрации молекул, начинает играть роль физический размер контейнера (камеры). В этот момент становится необходимым рассмотреть режимы потока, которые были и будут играть роль по мере продвижения откачки.

Режимы потока

По мере откачки от атмосферного давления до высокого вакуума на поведение молекул в камере влияют и контролируют три отдельных режима потока. Поскольку, как мы уже видели, в игру вступают и давление, и размеры камеры, на рис. 4 показаны границы различных параметров режима течения.

Вязкое течение

Вязкое течение, как обсуждалось выше, возникает, когда длина свободного пробега короткая, а столкновения молекул с молекулами постоянны. Это дает стимул к равномерному распределению популяции молекул и приводит к условиям течения, очень похожим на жидкость.

Переходное течение

Переходное течение — чрезвычайно сложное состояние, возникающее в полосе между вязким и молекулярным течением. Поскольку он обычно быстро проходится при обычной откачке, в большинстве случаев его можно безопасно игнорировать.

Молекулярный поток

Молекулярный поток начинается, когда длина свободного пробега молекул, оставшихся внутри камеры, превышает внутренние размеры камеры. Это означает, что движущиеся молекулы статистически более вероятно столкнутся со стенкой камеры, чем с другой молекулой. Это означает, что больше нет никакого потока в обычном смысле, вызванного перепадом давления, потому что молекулы теперь прыгают совершенно случайным образом, а поток из камеры в насос полностью основан на случайной вероятности попадания молекулы в насос.

Как избежать ошибок

Относительно легко избежать фатальных ошибок при откачке через область вязкого потока, но эта относительная легкость исчезает и становится все более неуловимой, когда входишь в область молекулярного потока и давление становится все ниже и ниже. Например, крошечная утечка, которую можно было бы легко проигнорировать с точки зрения времени откачки или способности достичь предельного давления, может внезапно стать слишком большой при падении давления.

В конечном счете, это может стать недопустимо большой утечкой, поскольку целевое давление падает до областей высокого или сверхвысокого вакуумного давления. То же самое можно сказать о конструкционных материалах, уплотнениях или другом оборудовании, где загрязнение (газ), исходящее от детали, может быть слишком большим при одном давлении и пренебрежимо малым при более высоком давлении.

Когда происходит переход от вязкого к молекулярному потоку, меняется весь мыслительный процесс газового потока. Рассмотрим проводимость , которую проще всего описать как объемный расход, проходящий через вакуумную линию.

Для каждого есть формула:

Вязкотекучесть: C = FxP a D 4 /L

Молекулярный поток C = FxD 3 /л

C = проводимость в литрах/сек.

F = коэффициент в дюймах, 2950 для вязкостного потока и 78 для молекулярного потока

L = Длина линии в дюймах

D = Диаметр лески в дюймах

P a = среднее давление в торр (только для вязких потоков)

Если мы возьмем линию диаметром 1 дюйм и длиной 36 дюймов, мы вычислим C = 31 139 литров в секунду. для вязкого течения при среднем давлении (P и ) при 380 торр и C=2,2 л/с. для молекулярного потока.

Это огромное несоответствие в потоке просто указывает на тот факт, что все части или компоненты, составляющие вакуумную систему, становятся все более и более важными по мере падения давления. Один плохой выбор или решение может легко свести на нет все правильные выборы и решения. Это, конечно, может иметь решающее значение между достижением поставленной цели или полным провалом.

Откачка молекулярным потоком

Хотя откачка через область вязкого течения обычно поддерживает те же соотношения газов, которые приведены на рисунке 2 для воздуха, оно начинает меняться, как только вступает в область молекулярного течения. По мере того, как откачка проходит через область высоких миллиторр (1000-1 миллиторр), общий состав парциальных давлений газов, остающихся в камере, претерпевает ряд важных изменений. В верхней части этой области отмечаются небольшие изменения; но когда давление приближается к 1 миллиторру, постоянные газы в воздухе, т. е. кислород, азот, углекислый газ и т. д., начинают резко исчезать, а водяной пар начинает преобладать. Фактически, общее давление примерно от 10 ^-4 до 10 ^-7 торр почти полностью состоит из водяного пара.

Водяной пар

Упомянутые выше постоянные газы — это все газы, которые существовали в объеме камеры, поэтому их удаление с помощью соответствующего насоса является довольно простым делом. Однако внезапно мы обнаруживаем, что они практически исчезли, а вместо них обнаруживаем водяной пар. Разница в том, что теперь мы перешли от состояния, в котором преобладает объемный газ, к состоянию, в котором преобладает поверхностный или пристенный газ. Водяной пар все время присутствовал в виде небольшого процента от общего состава газа, но теперь то же самое количество воды стало важным в относительном смысле.

Источником всего этого водяного пара являются внутренние поверхности камеры, где он первоначально сорбировался, когда камера находилась при атмосферном давлении. Полярная природа молекулы воды приводит к прикреплению к поверхностям и к самой себе в виде довольно слабых связей вода-вода. Это означает, что водяной пар должен десорбироваться, прежде чем его можно будет откачать. Скорость десорбции водяного пара показана на рис. 5. Поскольку скорость десорбции снижается медленно, мы легко можем видеть, что общее количество водяного пара, которое необходимо десорбировать, будет контролировать откачку. Единственный способ пересечь эту область с контролируемой скоростью десорбции — подождать достаточно долго, пока водяной пар не десорбируется, как показано на рисунке 5, или искусственно увеличить скорость его десорбции с помощью тепла или УФ-энергии.

Критерии камеры

Поскольку откачка перешла в молекулярный поток, наше мышление должно измениться в нескольких направлениях в дополнение к критериям проводимости и газового потока, обсуждавшимся выше. В вязком потоке основным критерием был объем камеры, поскольку в этот момент задача заключалась в удалении объема газа внутри камеры; но в молекулярном потоке объем газа внутри камеры становится тривиальным по сравнению с площадью поверхности камеры, которая теперь является основным источником откачиваемого газа. Это, таким образом, требует существенного изменения режима в процессе «мышления о создании вакуума». Кроме того, мы можем видеть, как ранее тривиальный источник проблем с откачкой может внезапно стать контролирующим источником газа.

Ниже 10

^-7 торр

Когда количество водяного пара окончательно уменьшится, давление можно снизить, продолжая откачку, при условии, что насос способен достигать более низкого давления и что для этого имеется достаточная скорость откачки. Что касается парциальных давлений подпитки остаточного газа, водород постепенно станет доминирующим газом. Водород также зависит от площади поверхности, поскольку он возникает из сложной серии источников на поверхности камеры.

Выводы

Создание вакуума в камере — достаточно сложный процесс, который не позволяет одному мыслительному процессу доминировать во всем диапазоне давлений. Вместо этого он проходит через серию процессов, с которыми можно успешно справиться, разбив процесс мышления на этапы на основе обсуждаемой здесь разбивки.