Принцип работы агрегата и сферы применения
Давление и объем камеры – ведущие составляющие действий этого вида насоса. В случае неполадок может произойти заполнение пространства газом с давлением, ниже атмосферного. Молекулы в газообразном либо жидком состоянии неизменно направляются к областям низкого давления. При заборе среды газа следует подключить форвакуумный насос. Если устройство понижает давление, но без нужной скорости, можно подключить дополнительный агрегат. Замена происходит в случае, если новый механизм обеспечит необходимый объем вакуума и будет обладать нужными характеристиками.
При этом имеется ряд условий:
- Устойчивость перед агрессивной средой;
- Неблагоприятная среда не смешается с воздухом или газом.
Применение водокольцевых и гидравлических насосов вместе создает высокие характеристики и производительность. Они экономят энергию. И насосная станция использует их, обеспечивая работу больших насосов.
Водокольцевой насос, применяемый по стандартной схеме, совершенно не подходит для откачки токсичного газа.
Обладая функциями высушивания и обезвоживания, вакуумный насос широко распространен в фармацевтике и пищевой промышленности. Это может быть откачка воздуха или высушивание кожи, устранение примесей в металлургии, производство материалов. Такое оборудование применяется также в нефтегазовой и химической промышленности, сельском хозяйстве.
Если вы не имеете опыта, то выполнять ремонт насоса самостоятельно не рекомендуется
Установка холодильных устройств также не обходится без применения вакуум-насоса. Порой происходит сталкивание с ним и в повседневной жизни: упаковка продуктов, экономия пространства при герметизации путем понижения воздуха, создание тяги в различных конструкциях. Работа транспорта также требует присутствия вакуумных насосов, например, чтобы усилить управление или тормозной привод. А электровакуумный вид оборудования необходим для тормозной системы машины.
Разные виды насосов вакуумного типа
Насосные корпуса и детали, движущиеся внутри, изготавливают из металла, либо пластика высокой прочности. Главное их достоинство – умение противостоять агрессивным средам, которые содержатся в транспортируемых жидкостях. Важным считается прочность конструкции, точность стыковки элементов. В результате должно образоваться герметичное соединение, потоки молекул по системе будут двигаться в одном направлении. Выделяют несколько видов насосных устройств, у которых разный принцип функционирования.
Водокольцевой тип насоса
Устройство состоит из особого принципа действия. Как только срабатывает двигатель, с помощью крыльчатки вода рассредотачивается по стенкам внутри основной камеры для работы, образуя таким образом вакуумную среду. Из трубы приема поступает газ, затем он смешивается и выходит из выпускной трубы. Данные насосы применяют, чтобы очищать газы.
Что дает вода для работы конструкции:
1.жидкость способствует повышению герметичности устройства, не дает газу двигаться в обратную сторону.
2.вода служит для охлаждения, смачивания деталей, которые вращаются, так продлевается срок службы конструкции.
3.устройства с водой экономичны, долговечны.
4.существует возможность работы с газами совместно с частицами воды.
Внимание! Насосы применяют, чтобы перекачивать газы, которые включают примеси воды. Данный принцип работы используют в системах холодильников, кондиционеров
Пластинчато – роторный тип насоса
Насосы имеют корпус в форме цилиндра, внутри поверхность гладкая, имеет действующий ротор. Из-за смещенной оси получается разного размера зазор сбоку. Ротор оснащен подвижными пластинами, которые прижимаются к корпусу с помощью пружинок. Это позволяет разделить полость на секторы, у которых изменяется объем. Двигатель приводит в движение газы, разрежая среду в трубе приема, также высокое давление на выходной трубе.
Пластины выпускают из антифрикционных материалов, применяя масла с небольшой вязкостью. Данный тип насоса образует вакуум большой силы, но устройства не устойчивы к низкому качеству среды. Насосы надо чистить периодически, вода после этой процедуры загрязняется частицами смазки.
Мембранно – поршневый насос
Внутри насоса расположена мембрана в качестве движущегося элемента. Она приводится в работу рычажным механизмом. Мембрана должна отличаться прочностью к механическим нагрузкам. К стенкам внутри насоса ее надежно прикрепляют, а в центре ее крепят на движущейся шток. Это позволяет изменять размер пространства в рабочем отсеке.
Данные типы вакуумных насосов функционируют путем затягивания, и дальнейшего выталкивания транспортируемой среды. Если совместить две подобные мембраны в противофазе, то перекачиваемая жидкость начнет двигаться в нужную сторону. В конструкцию не входят вращающиеся элементы, поэтому детали не прикасаются, не трутся между собой.
Внимание! Важной деталью в насосах считается мембрана, она должна быть очень прочной, потому что постоянно двигается
Винтовой насос
Устройство приходит в действия с помощью вращающегося винта, который находится в середине рабочей полости. Вращаясь, винт выталкивает воду.
Устройство имеет такие детали, как:
1.один или два ротора.
2.статор.
3.привод движущегося типа.
Элементы конструкции точно подогнаны друг под друга, что не дает изменяться направлению движения транспортируемой среды. Во входящей трубе появляется вакуумная среда, на выпускном патрубке образуется избыток давления.
К плюсам данного насоса относятся:
1.низкий уровень шума при работе.
2.расход среды происходит равномерно.
3.можно перекачивать жидкую среду с помощью механического привода.
Внимание! Важно осуществлять своевременную смазку элементов, которые трутся между собой
Вихревый тип насоса
Корпус и лопасти образуют небольшой зазор, что позволяет эффективно направлять жидкость в одном направлении. Устройство имеет способность повышать давление, при этом иметь самовсасывающий эффект. Насосы просты в эксплуатации, в ремонте, но имеют низкий уровень КПД. Если внутрь попадут инородные мелкие фрагменты, то лопасти могут повредиться.
Сферы применения вакуумных насосов
С учётом конструктивных особенностей вакуумные насосы могут применяться в быту и различных отраслях промышленности. Сферы использования оборудования носят следующий характер:
- Для переработки нефти, а также в химической промышленности. Они используются в целях поддержания требуемых условий при получении нужных веществ.
- В фармацевтической области для быстрой сушки продукции.
- В целях дегазации материалов для получения изделий однородной структуры.
- В пищевой промышленности при расфасовке продуктов питания, изготовленных без мяса, рыбы или молочных составляющих.
- При вакуумировании холодильной аппаратуры, в которой не должна присутствовать влажность.
- Для выдерживания оптимальных условий на автоматических линиях, где захват продукции ведётся с помощью специальных присосок.
- Во время проведения опытов в лабораториях.
- В полиграфии при закреплении термоплёнки.
Применение вакуумных насосов обусловлено тем, что с помощью данного оборудования есть возможность в кратчайший срок создать глубокое разрежение.
Фазлыев Азат Маратович Соавтор портала “Топ Вакуум”, курирую рубрики вакуумное и компрессорное оборудование. Образование и карьера: кафедра «Вакуумная и компрессорная техника» Э5 МГТУ им. Н.Э. Баумана, дата выпуска 2010 год. На данный момент работаю менеджером по подбору оборудования в компании Вакуум Маркет.
Задайте мне вопрос!
Самостоятельное изготовление вакуумного насоса
Если вы не готовы нести затраты на приобретение заводского оборудования, попробуйте сделать вакуумный насос своими руками. Для откачки воздуха из емкости небольшого объема может сгодиться медицинский шприц или слегка модернизированный ручной велосипедный насос.
Совет! При частом использовании и вакуумировании крупных сосудов удобней воспользоваться устройствами с электрическим приводом.
Рассмотрим вариант изготовления вакуумной установки из компрессора старого холодильника. Он уже предназначен для перекачки газа и при минимальном ремонте сможет создавать разрежение. Ваши действия будут предельно просты:
- на некотором расстоянии от компрессора обрезать ножовкой по металлу две медные трубки, подходящие к нему;
- демонтировать компрессор вместе со схемой электропитания или заменить ее вместе с пусковым реле на новую по аналогии со старой;
- на медный патрубок, который шел от конденсатора, надеть дюритовый шланг подходящего диаметра и соединить его другим концом с вакуумируемой емкостью;
- для герметичности соединения можно использовать штатный хомут или воспользоваться скруткой из стальной проволоки;
- выполнить подключение вакуумного насоса к электрической сети и после пуска по выходу воздуха из второго медного патрубка убедиться в его правильной работе.
Как выбрать вакуумный насос
При выборе оборудования изучаются характеристики вакуумного насоса – мощность, производительность, остаточное давление. Учитывается сфера применения устройства, его тип, размеры и вес, количество потребляемого масла
Стоит обратить внимание на наличие систем безопасность, обратных клапанов. Это позволит купить технику, которая справится с поставленными задачами, не будет требовать внепланового обслуживания
Назначение
Оборудование этого типа используется в пищевой промышленности при упаковывании продуктов, обслуживании холодильной техники. Технику применяют при ремонте бытовых и автомобильных кондиционеров. В процессе работы в этих отраслях внутренние детали контактируют с безвредными средами – воздухом, инертными газами, парами воды.
При использовании в системах канализации, технологических линиях предприятий химической, фармакологической отрасли рабочие элементы контактируют с агрессивными веществами. В этом случае нужно выбирать технику, которая изготовлена с использованием химически устойчивых материалов. Для работы во взрывоопасных газовых средах нужно применять приборы в соответствующем исполнении – с кожухами, которые предупреждают возможной распространение искр при работе электродвигателя.
Тип насоса
Самыми распространенными приборами являются пластинчато-роторные модели. Выпускают модификации с масляной смазкой и сухие. Масляные имеют простую конструкцию, низкую цену, но нуждаются в регулярном обслуживании. Сухие обеспечивают чистый вакуум, но не способны достичь низкого остаточного давления.
Модели с водокольцевым принципом действия эффективны при перекачивании загрязненных сред. Оборудование имеет низкую цену, но требует большого количества энергии, что снижает рентабельность применения. Мембранные устройства работают тихо, обеспечивают глубокий вакуум, отличаются надежностью и компактными размерами. Недостатком гаджетов является низкая производительность, что делает их актуальными для применения в научно-исследовательских и учебных лабораториях.
Мощность и производительность
Одним из главных параметров работы является мощность установленного электродвигателя, которая влияет на скорость откачки. В промышленности используют оборудование от 0,5 до 12 кВт. При выборе нужно учитывать, что мощные моторы потребляют больше электроэнергии.
Производительность – скорость откачки среды из емкости ограниченного объема. Зависит от конструктивных особенностей, мощности электромотора. Для выполнения ремонтных работ достаточно агрегатов, откачивающих 30-40 куб.м. в час. На производственных предприятиях устанавливают модели с производительностью до 40 000 куб.м. в час.
Лучшие дренажные насосы
Область применения вакуумных насосов
Вакуум широко применяется в различных технических устройствах. Он позволяет снизить температуру кипения для воды или химических жидкостей, произвести удаление газов из материалов, требующих повышенной однородности состава, создать стерильные условия обработки и хранения. При небольших габаритах и экономичном расходе энергии современные вакуумные насосы позволяют быстро достигать глубокой степени разрежения. Они применяются в самых разных процессах и сферах деятельности:
- в нефтеперерабатывающей и химической промышленности для поддержания необходимых условий протекания реакций и разделения получаемых смесей;
- при дегазации металлов и иных материалов для создания деталей с однородной структурой и отсутствием пор;
- в фармацевтике и текстильной промышленности для быстрой осушки изделий без повышения температуры;
- в пищевой промышленности при расфасовке молока, соков, мясных и рыбных продуктов;
- в процессе вакуумирования холодильного и иного оборудования с повышенными требованиями к отсутствию влаги;
- для нормального функционирования автоматических конвейерных линий, использующих в качестве захватов вакуумные присоски;
- при оборудовании производственных и научно-исследовательских лабораторий;
- в медицине при эксплуатации дыхательных аппаратов и стоматологических кабинетов;
- в полиграфии для фиксации термопленок.
Отличия вакуумного насоса от компрессора
Зачастую у многих технарей возникает вопрос, чем отличается вакуумный насос от компрессора, и есть ли между ними вообще разница? Да, конечно же есть, и сейчас мы разберемся в этом вопросе.
Оборудование, которое используется для создания вакуума, в чем-то схоже с воздушным компрессором, и даже может использоваться для получения сжатого воздуха при определенной установке. Вакуумные насосы можно даже рассматривать как компрессоры, уменьшающие, а не увеличивающие давление.
Что же представляет из себя сжатие воздуха? Суть его — в увеличении количества столкновений частиц воздуха за единицу времени. При вакууме количество столкновений, наоборот, уменьшается.
Вакуумирование обеспечивается за счет физического удаления частиц воздуха из замкнутой системы. При этом во время этого процесса постепенно уменьшается плотность газа в камере, что влечет уменьшение давления.
Вакуумное оборудование compressormag.com в виде насоса обеспечивает преобразование механической энергии, подаваемой на его вал, в пневматическую. При этом давление внутри него становится меньше, чем у атмосферного. И отсюда вытекает первое отличие этих двух инстументов: давление на всасывающей линии насоса всегда будет ниже атмосферного, и при этом оно будет исчезающе малым при больших уровнях вакуума.
Среди прочих отличий стоит отметить следующие:
- У насосов разница между давлениями не может быть более 760 мм ртутного столба (в случае абсолютного вакуума). А вот у компрессоров разница может составлять аж сотни атмосфер.
- Производительность и давление у насоса с каждым тактом падают, т.к. масса воздуха с каждым тактом уменьшается. А вот у компрессора они постоянны.
- Через насос при высоких уровнях вакуума проходит ощутимо меньше воздуха, и все тепло поглотится и рассеется в процессе работы. Поэтому у насосов не бывает проблем с перегревом, как у компрессоров.
Источник статьи: http://ubuntu-news.ru/boss/otlichiya-vakuumnogo-nasosa-ot-kompressora
Особенности водокольцевого оборудования
Такой вид насоса рассчитан для создания водной среды с необходимым уровнем натиска газов. Центробежные силы образуют работу насоса, откачивая за счет образования кольца газ. А через кольцо низкое давление появляется внутри.
Там расположено уплотнительное кольцо, из которого в процессе работы выходит очищенный пар. При запуске ротора вода прижимается к цилиндрическим «оболочке», формируется полость (неплотный вакуум), по форме похожая на серп. Такой тип насосов пользуется большой популярностью.
Время от времени водокольцевое оборудование следует обслуживать, меняя изношенные детали
Они имеют ряд преимуществ:
- Неприхотливость конструкции;
- Прочность;
- Дешевый ремонт;
- Надежность;
- Экономичность.
Починка производится достаточно редко, ведь элементы друг с другом не соприкасаются, и изнашивание деталей не происходит. Клапаны, чаще всего нуждающиеся в ремонте, отсутствуют, как и шестеренки. В смазке нуждаются подшипники ротора, так как они взаимодействуют с водой. Угроза поломки грозит лишь в случае недосмотра за уплотнительным кольцом. Но в целом водокольцевой насос экономичный и надежный.
Принцип работы агрегата мембранного вида
Данный вид используется при перекачке растворов воды и жидкостей, которые отличаются различной вязкостью и агрессивностью. Отличается отсутствием двигателя. Лакокрасочная, пищевая, нефтеперерабатывающая промышленность не смогут ни дня обойтись без такого прибора.
Воздух входит сперва в одну камеру, затем в другую, осуществляя центробежный цикл действий, которые затем возвращаются. Золотник клапана перераспределяет среду. Жидкость распределяется в таком порядке: впускной коллектор – рабочая камера – выпускной коллектор.
На вакуумные насосы зачастую распространяется гарантия
Преимущества диафрагменных (мембранных) насосов:
- Обходятся без починки деталей, так как износа не происходит;
- Надежная конструкция простого типа;
- Исключено формирование искр, надежно при работе с горючими;
- При необходимой регулировке следует изменить лишь объем подачи воздуха.
Мембранные приборы похожи на рассмотренный вариант. Примеси не попадают внутрь из-за высокого уровня герметичности устройства. Области, где не допускаются утечки и соблюдается стерильность, применяют их. Это химическая и пищевая индустрия, исследования в лабораториях, медицина, полиграфия. Устройство полностью безопасно и для животных, и для людей, поэтому ими оснащаются доильные аппараты. Привилегиями считаются бесшумность, малое потребление энергии, компактность.
Разновидности
В зависимости от принципа работы вакуумные насосы делят на несколько типов:
- пластинчато-роторные;
- центробежные;
- водокольцевые;
- диафрагменные (мембранные);
- Рутса;
- турбомолекулярные.
Рассмотрим каждый вид более подробно.
Пластинчато-роторные
Главный элемент конструкции этого типа приборов – ротор, который вращается внутри рабочей камеры и тем самым создает отрицательное давление. Чтобы оно поддерживалось на постоянном уровне, конструкция предусматривает наличие лопатки, которая также вращается и время от времени перекрывает отверстие, по которому в насос поступает газ.
Все части прибора смазываются маслом. Оно не только облегчает их вращение, но и служит герметиком, перекрывая доступ атмосферного воздуха к системе. Также существуют безмасляные насосы. Как понятно из названия, они не предусматривают использование масла. Однако в силу этого такие устройства не могут обеспечить высокие значения отрицательного давления, поэтому их применяют для создания низкого и среднего вакуума.
Пластинчато-роторные насосы всегда оборудуются выходным клапаном. Также на них может быть установлен входной, но он предусмотрен не на всех моделях.
Центробежные
Понижение давления и откачивание газа в этом типе оборудования обеспечивается компрессором, который вращается внутри рабочей камеры. Он представляет собой крыльчатку с расположенными под углом лопастями.
Водокольцевые
Схема ВВН простого действия: 1 – рабочее лопаточное колесо; 2 – цилиндрический корпус; 3 – рабочие ячейки; 4 – водяное кольцо; 5 – окно всасывания; 6 – окно нагнетания; 7 — мертвый объем.
Принцип работы этих насосов напоминает таковой у пластинчато-роторных. Однако в данном случае ротор наполовину залит рабочей жидкостью. При вращении она принимает на себя энергию последнего и за счет центробежной силы прижимается к стенкам камеры, образуя своеобразное кольцо (отсюда и название). Это создает пониженное давление, позволяющее откачивать газ из системы.
Водокольцевые насосы обычно обеспечивают низкий вакуум. Однако при использовании более эффективных рабочих жидкостей с высокой точкой кипения и охлаждению откачиваемого газа можно добиться и более низкого давления.
Диафрагменные (мембранные)
Схема мембранного вакуумного насоса: 1 – эксцентрик; 2 – шатун; 3 – винт; 4 – поддерживающий диск мембраны; 5 – мембрана; 6 – зажимной диск мембраны; 7 – рабочая камера; 8 – крышка; 9 – выпускной клапан; 10 – впускной клапан; 11 – картер; 12 — корпус.
Главным элементом устройств этого типа является диафрагма. Она представляет собой закругленную по краям и способную сильно изгибаться мембрану, которую приводит в движение электрический привод. При откачивании воздуха из системы диафрагма отгибается назад, тем самым обеспечивая понижение давление.
Благодаря компактным размерам диафрагменные вакуумные насосы широко применяются в медицинских и химических лабораториях, аналитических системах на химической промышленности. Современные модели имеют интеллектуальное автоматизированное управление, которое существенно упрощает работу оператора.
Рутса
Насосы рутса представляют собой разновидность пластинчато-роторных. Они отличаются тем, что:
Главные преимущества этого типа устройства – это высокая эффективность и тихая работа. А недостаток – высокая температура во время функционирования. Она достигается из-за отсутствия в конструкции полноценного выпускного клапана, из-за чего в рабочей камере создается высокое давление и, как следствие, перегрев.
Турбомолекулярные
Принцип работы этого типа приборов заключается в придании молекулам откачиваемого газа дополнительного ускорения. Эта задача выполняется с помощью системы роторов-крыльчаток, смонтированных на одной продольной оси. Их число может достигать нескольких десятков.
Мнение эксперта
Куликов Владимир Сергеевич
Турбомолекулярные насосы требуют для работы применение форвакуумных. Они создают низкий вакуум, который впоследствии усиливает основное устройство. В качестве форвакуумного насоса может быть использован любой низковакуумный.
Выбор насоса для откачки воздуха из кондиционера
Для правильного выбора устройства необходимо учесть определенные нюансы, которые помогут пользоваться им на протяжении многого времени. Для этого учитываются характеристика самого кондиционера, который поддерживает микроклимат в комнате, в которой он установлен.
Так же очень важна длительность использования самого устройства. И обязательно следует знать величину трубопровода, через который будет откачиваться воздушная масса. Но не стоит забывать, что насос должен соответствовать определенным требованиям, которые будут влиять на его работу. Насос должен полностью обеспечивать требуемое давление, которое напрямую влияет на качество и срок работы кондиционера. С ним должно быть легко, работать, то есть у насоса должен быть оптимальный вес, масляный индикатор, уровень вибрации желательно иметь минимальный, а так же на нем должен располагаться клапан, через который будет выпускаться воздух.
Насос должен отлично работать при любых условиях.
Винтовые вакуумные насосы
Насосы винтового типа, также как и все остальные, действуют с помощью принципа вытеснения. Однако в отличие от других устройств, оно происходит по винту, который выполняет работу вращения. У насосов есть: привод, 1-2 ротова в форме винта и статор нужной формы. Перекачиваемый компонент не возвращается назад, потому что детали изготовлены с огромной точностью — это гарантирует высококачественные показатели насоса. В итоге появляется давление избытка, в приемной части – вакуум.
Плюсы винтовых насосов:
- Минимальный шум
- Перекачивание компонентов благодаря механике
- Равномерные траты
Важно выбрать вид насоса по требованиям вашего предприятия и сферы. Для этого лучше обратится за консультацией к специалистам
Устройство вакуумного насоса
В состав вакуумного оборудования входят следующие узлы:
- масляный сепаратор;
- ёмкость для масла;
- газобалластный элемент;
- герметичная камера.
Внутренние детали вакуумного оборудования должны иметь высокие прочностные характеристики. По этой причине их изготовление ведётся из нержавеющей стали, дюралюминия или его сплавов. Наиболее ответственные элементы, к которым относятся поршни, изготавливаются из чугуна. Этот материал обладает повышенной прочностью, но и большим весом, что значительно утяжеляет конструкцию.
Серьёзные требования предъявляются к герметичности оборудования. По этой причине в состав агрегата входят различные сальники, прокладки или уплотнительные манжеты. Все мягкие элементы обладают повышенной эластичностью. В их задачу входит преграждение попадания внутрь корпуса посторонних предметов и влаги, а также устранение протекания масла и газа.
