Содержание

Виды вакуумных насосов и их принцип работы

Принцип работы вакуумных насосов — и их взаимодействие с работой пластинчато-роторных насосов. Характерные отличия принципа работы водокольцевых вакуумных насосов от принципа работы насосов ВВН

Вакуумные насосы — это устройства с наиболее широким спектром возможностей, что позволяет использовать их в любой из современных отраслей. Именно поэтому, многие предприятия, или же обычные пользователи всячески пытаются заполучить себе такой агрегат. Вакуумные насосы превосходят своих конкурентов практически во всем, начиная от качества, производительности, скорости работы и заканчивая простотой конструкции.

Многие люди уже активно применяются подобные устройства сразу в несколько направлений, и никаких сложностей в этом нет. Главное — это максимально равномерно распределить силы данного агрегата, после чего уже воплощать свои затеи в жизнь. Если судить сугубо по преимуществам вакуумных насосов, то мы сможем найти их еще огромное количество. Но на данный момент, хотелось бы заострить ваше внимание на принципе работы данного устройства, так как он кардинально отличается от того, что мы уже привыкли видеть в обычных установках.

Если речь идет о объемных вариациях насосов, то откачка в них происходит только в условиях периодического изменения объема камеры, которые приводят механизм в действие. Сами изменения объема служат в роли некого элемента, который позволяет получить в системе нужное количество разрежения, с чем они довольно неплохо. К таким устройствам можно отнести несколько категорий насосов:

  • Ротационные
  • Поршневые
  • Жидкостно-кольцевые

Все эти категории имеют определенные отличия во внутренней конструкции, но сама технология работы у них немного схожа, и проявляется это лишь в самых явных моментах.

К категории высоковакуумных механических насосов зачастую относят пароструйные насосы, которые неплохо справляются с поставленными на них задачами. Под эту категорию также подходят и турбомолекулярные насосы, которые зачастую работают именно в условиях высокого вакуума, выдавая там весьма неплохие показатели производительности.

Если же говорить о молекулярных насосах, то в них откачка происходит путем передачи газовым молекулам определенной доли движения, которая позволяет плавно им переходить с твердого в жидкое состояние и также в обратном направлении. К этой категории можно отнести такие виды насосов:

Все эти насосы имеют одинаковое направление движения газовых молекул, которые в итоге достигают перпендикулярного положения в зависимости от того, где расположись твердые поверхности. Такой принцип работы позволяет устройству функционировать без каких-либо перебоев, при этом выдавая стабильные показатели производительности, которые по сравнению с другими агрегатами будут еще вполне высокими. Так что этот вариант можно вполне себе рассматривать к основной.

Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

С виду, водокольцевой вакуумный насос представляет собой структуру цилиндрического барабана, спереди которого расположены входные и соответственно выходные отверстия. Вокруг этих отверстий гармонично расположено кольцо для уплотнения, которое имеют форму прокладки. Внутри корпуса, мы с вами сможем увидеть самый главный элемент системы — ротор, вокруг которого и зарождаются все рабочие процессы.

Перед тем, как устройство начинает свою работу, его надо наполнить жидкостью. Лучше всего в этом случае подходит вода, так как именно в ее составе есть все нужные свойства для долгой и эффективной работы агрегата. Ротор внутри системы располагает неподалеку от центра конструкции и лишь немного смещен в сторону. В процессе вращения ротора, в воде образуется центробежная сила, которая собственно и прижимает воду к стенкам цилиндра. В результате этого процесса, ротор создает полость разреженного вакуума, которая имеет очень необычную форму. Именно это и привыкли называть рабочей полостью агрегата.

Стоит также отметить и необычно расположение лопаток ротора, которые также находится на равномерно друг к другу и делят полость механизма на две части, которые имеют немного разный объем. Так как в обоих объемах находится неравное давление, газ поступает сразу же в центр механизма, где ему предстоит пройти очистку при помощи кольцевого механизма. Данный элемент позволяет наполнить все внутренние ячейки устройства жидкостью, причем сделать это максимально быстро.

После того как устройство продолжает свое движение, уже заполненные ячейки соединяются с отверстием для выхода, куда сразу же поступает очищенный газ. Никому не секрет, что в системах подобного типа ротор вращается непрерывно. А из этого мы можем сделать вывод, что сам процесс очистки газа является непрерывным и очистка в системе может происходить без каких-либо пауз. Именно благодаря этому, очистка происходит без каких-либо потерь для самого механизма, что является большим преимуществом системы.

На данный момент, водокольцевые вакуумные насосы уже успели найти свое широкое применение в большинстве отраслей, где их можно использовать самым разным образом. Если же говорить о каком-то определенном направлении, то лучше всего они проявляют себя на производствах, где способны работать долгие отрезки времени без остановок, давая производителю максимальные показатели работоспособности.

Работа пластинчато-роторных насосов

Пластинчато роторные насосы — это та категория устройств, которая имеет огромное количество вариаций, которые могут иметь совершенно разные характеристики. Зачастую такие насосы поставляются с наличием масляного уплотнения, так как именно оно позволяет устройству достигать максимального уровня производительности, и также образовывать наиболее высокий уровень вакуума в объеме для откачивания.

В данном механизме немалую роль играет рабочий блок насоса, в котором можно найти такой элемент, как статор, который весьма неплохо справляется с поставленными на него задачами. Статор без каких-либо проблем справляется со сжиманием газа, который попадает вовнутрь рабочей полости. Немалую роль в этом играют и подпруженные пластины, которые равномерно прижимаются к обеим стенкам камеры и дают возможность уплотнительному маслу заполнять все нужные зазоры, причем делать это максимально быстро.

Такой принцип работы пластинчато-роторных насосов не только является максимально эффективным, а еще и позволяет устройству работать, не выдавая каких-то громких звуков или вибраций. Многие обращают на это больше внимание и в плане комфорта пластинчато-роторные насосы являются более чем хорошим вариантом. Стоит также напомнить и о том, что в устройствах подобного типа наиболее низкий уровень энергопотребление и для активной работы устройства будет достаточно даже минимального количества электроэнергии.

Так что если вы ищите себе максимально производительный, экономичный и тихих вакуумный насос, то ищите себе устройства из категории пластинчато-роторных насосов, среди которых можно с легкостью найти подходящий вариант.

Принцип работы насоса ВВН

Принцип работы насосов ВВН — это еще одна особенность этого насоса, так как конструкция подразумевает собой весьма интересные решения, которые можно заметить лишь в процессе эксплуатации. Главным рабочим элементом в данной системе является ротор, который содержит в себе несколько рабочих лопастей.

Во время движения ротора, лопасти равномерно захватывают за собой определенное количество жидкости и направляют её в сторону других рабочих элементов, где уже происходит процесс переработки. На самом деле, конструкция данного устройства максимально проста, как собственно и её принцип работы. Но это еще на значит, что такие насосы не могут выдавать высокие показатели производительности.

Читать еще:  Какие наушники лучше купить

В этом плане, простота конструкции скорее играет положительную роль, так как в насосе редко происходят какие-то сбои и зачастую агрегат работает максимально стабильно. Такой тип вакуумных насосов подойдет тем пользователям, которым надо максимально простой и производительный аппарат, который сможет работать без каких-либо дополнительных фишек. В этом плане насосы ВВН показывают себя исключительно с положительной стороны, и их будет полностью достаточно для применения в самых разных отраслях.

Принцип работы вакуумных насосов: водокольцевые вакуумные насосы ВВН

Вакуумные насосы являются инструментом для создания разряженного пространства в системе. С их помощью производят перемещение жидкостей, воздуха, пара и других газообразных сред. Все они имеют различный принцип работы, о которых пойдет речь в статье.

Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Водокольцевые вакуумные насосы предназначены для перекачивания воды и газов. Корпус установок данного типа имеет цилиндрическую форму. Внутри него имеется ротор с лопатками, который вращается за счет действия электрического двигателя и, в заведенном состоянии, центробежной силы.

В ходе вращения ротора лопатками происходит захватывание жидкости и отбрасывание к корпусу. При этом в пространстве между лопастями образуются кольца, из-за которых насосы называются водокольцевыми. Рабочая полость установки – пространство, возникающее между колесом и корпусом. Лопатками оно разбивается на ячейки различного объема.

Всасывание происходит в процессе увеличения объема определенной ячейки, ограниченной лопатками. В процессе уменьшения ячейки жидкость сжимается и нагнетается. Во время сжатия в установке газа, происходит отвод тепла. При этом газ при сжатии не меняет температуру, в то время как рабочая жидкость становится теплее. Это обуславливает необходимость постоянно ее обновлять. Подача рабочей жидкости организуется посредствам всасывающего патрубка. В некоторых случаях она может организовываться посредствам гидравлическое уплотнение вала. После того, как рабочая жидкость с газом проходят через рабочую зону, они выходят через нагнетательное окно.

Благодаря тому, что водокольцевые насосы имеют простой принцип работы, они просты в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Среди двигающихся частей агрегата только рабочее колесо с лопатками. Для того чтобы свести к минимуму трение деталей, между рабочими поверхностями имеются зазоры. Высокая надежность водокольцевого насоса обусловлена отсутствием шестереночных передач, клапанов и других изнашиваемых деталей. В них не используются вакуумные масла, отсутствует система смазки. Уплотнение зазоров происходит за счет рабочей жидкости, которая так же обеспечивает смазку сальников вала.

При помощи водокольцевых насосов можно производить равномерную откачку и подачу неагрессивных газов. С их помощью можно отсасывать и параллельно подавать в вакуумную систему. Благодаря тому, что процесс сжатия является изотермическим, с его помощью можно перекачивать ацетилен, углекислый газ, хлор и другие газы.

Увеличение производительности водокольцевого насоса наблюдается при конденсации водяных паров. При этом установки данного типа имеют невысокую производительность. Зачастую они могут использоваться как форвакуумные установки.

Работа пластинчато-роторных насосов

Пластинчато-вакуумные насосы предназначены для создания в системе, оборудовании вакуума низкой, средней и высокой глубины. Одноступенчатые насосы способны создавать давление в системе со значением 2000 Па. Двухступенчатые способны создавать давление в системе со значением 1000 Па. Благодаря тому, что они имеют высокую производительность, могут использоваться на промышленных предприятиях. Быстродействие некоторых установок составляет 1500 м3/час.

Существуют сухие пластинчато-роторные насосы, которые не способны создавать глубокое давление, то обладают таким же быстродействием. Основным их преимуществом является то, что в процессе работы они не выделяют веществ, которые могут загрязнять газовую смесь.

Корпус пластинчато роторного насоса имеет цилиндрическую форму. Внутри него находится ротор с лопастями, которые при вращении осуществляют нагнетание воздушной смеси. Они изменяются в длине за счет пружин.

Принцип работы пластинчато-роторного насоса по этапам:

  1. Воздушная или газовая смесь поступает в рабочую камеру за счет разряжение.
  2. Лопасти ротора начинают проталкивать воздух по кругу в рабочей камере.
  3. Происходит изоляция воздуха во время его отсечения пластинами. Пластины плотно прижаты к корпусу благодаря действию пружины, которая установлена на них.
  4. Воздушная смесь продолжает движения за счет пластин, которые разжимаются под действием пружин. Это происходит из-за того, что ротор имеет эксцентричное расположение. Т.е. он смещен относительно центра. Во время перемещения в основном рабочем объеме газ продолжает сжиматься, происходит насыщение паром и образование конденсата.
  5. В конечном итоге сжатая смесь выходит из рабочей камеры. В результате высокой скорости вращения и постоянного сжатия газа происходит накапливание конденсата, который необходимо выводить из системы.

В большинстве пластинчато-роторных насосов используется вакуумное масло. Такие установки относятся к масляным вакуумным насосам. Те агрегаты, в которых оно не используется, называются сухими. Вакуумное масло необходимо для того, чтобы зазоры между рабочими лопатками и корпусом уплотнялись, не пропуская воздушную смесь.

В рабочую зону вакуумное масло попадает из специального резервуара. Там оно смешивается с газом, который подвергается откачиванию. При выходе из рабочей камеры масло обратно возвращается в резервуар. Это происходит за счет того, что в насосе имеется сепаратор и газовая смесь уходит в него, а вакуумное масло стекает назад. При прохождении через сепаратор воздушная смесь подвергается очистке.

Одна из основных проблем, которая возникает при работе пластинчато-роторного насоса, — это конденсат. Для того чтобы эффективно избавлять от него установки могут оснащаться газобалластным устройством. Необходимо помнить, что оно немного ухудшает возможности насоса. Показатель предельного остаточно давления при его использовании возрастает. Но этот недостаток отходит на второй план перед тем, что установка с газобалластным устройством имеет длительный срок службы. Менять вакуумное масло также приходится реже.

Принцип работы насоса ВВН

Длительны срок службы насосов ВВН достигается благодаря тому, что в качестве рабочей жидкости используется вода. Она оказывает смазочный эффект для основных двигающихся элементов установки. Установки медленно изнашиваются из-за отсутствия в системе соприкасающихся деталей, кроме подшипника.

Электродвигатель ВВН заставляет двигаться ротор с лопастями, который в свою очередь создает центробежную силу. После включения в устройство начинает поступать вода, которая заполняет часть рабочего пространства. При работе вода начинает прижиматься к стенкам, оставляя место для перекачиваемых газов.

За счет того, что в насосе создается разница давлений, газовая смесь продвигается в середину установки. Из-за наличия в системе жидкости, газ во время движения очищается и походит через ячейки. Постоянное вращение ротора позволяет осуществлять непрерывную перекачку смеси. Через установку могут проходить газы различных типов, в том числе взрывоопасных. Благодаря этой особенности они используются предприятиями химической промышленности. В действии они просты, поэтому не требуют особенных знаний для проведения технического обслуживания.

Чаще всего на предприятиях используются насосы серии ВВН. Различные модели имеют свои технические характеристики. Для сравнения рассмотрим модели серии. Установка ВВН 1-12 оснащается двигателем, который имеет мощность 22 кВт. Количество заливаемой жидкости в установку составляет 1,4 м3/ч. Ротор вращается со скоростью 1000 об/мин.

Более производительные установки данной серии это; ВВН 1-3, ВВН 2-50, ВВН 70-А. Первая модель потребляет около 7 л/мин и ее производительность составляет 3,3 м3 мин. Максимальный показатель остаточного давления может быть не более 0,45 мм.рт.ст.

Водокольцевые вакуумные насосы имеют высокую популярность на предприятиях различного типа. Благодаря тому, что в них используется жидкость, они занимают определенную нишу в вакуумном оборудовании и не могут заменяться установками другого типа.

Типы и виды вакуумных насосов для вакуумных систем и установок

Типы и виды вакуумных насосов для вакуумных систем и установок

Состояние разряженной среды любого качества называется вакуумом. Он применим в различных технологических процессах практически в каждой отрасли производства. Также его используют в фармацевтике и медицинских исследованиях, быту и сельском хозяйстве. Многочисленные типы и виды вакуумных насосов для вакуумных систем и установок дает возможность подобрать технику для выполнения поставленных производственных задач. Агрегаты предназначены для откачивания воздушных, парогазовых, газовых смесей, паров и жидкостей, которые не взаимодействуют с деталями конструкции.

Читать еще:  Топ-10 дешевых смартфонов

При выборе установок необходимо обращать внимание на их мощность. Она, в свою очередь, зависит от таких тактико-технических характеристик:

  1. Скорости действия – характеризует время запуска оборудования и его предельные возможности в самом начале работы.
  2. Показателей производительности и мощности – демонстрируют расход рабочего вещества на входном сечении системы.
  3. Предельного остаточного давления – в расчет берут показатели этого параметра при запуске, работе и остановке оборудования.

У каждого вида вакуумных насосов эти характеристики отличаются. Причиной этому служат конструктивные особенности систем, а также их принцип функционирования.

Вакуумные насосы (купить такое оборудование можно в специализированных торговых точках любого города) разделяют на две группы: газопереносящие и газосвязывающие. Первые – отвечают за откачивание и перемещение любых веществ. Вторые – сорбируют их молекул.

Газопереносящией вакуумные насосы классифицируют на струйные и механические. К первой группе агрегатов относятся жидко-, газо- и пароструйные, эжекторные, бустерные, диффузионные насосы-компрессоры.

Ко второй – объемные (в эту классификацию входят вращательные и возвратно-поступательные установки) и молекулярные (представлены турбо- и молекулярными компрессорами) системы. Механические вакуумные насосы вращательного типа действия представлены водокольцевыми, пластинчатыми роторными и статорными агрегатами.

Разновидности газосвязывающих компрессоров:

  • криогенные;
  • геттерные (магниторазрядные, ионные и испарительные насосы).
  • Адсорбционные.

Выбор оборудования основывают на виде выполняемой производственной задачи. Также во внимание берут мощность основной вакуумной установки.

Отечественные вакуумные насосы

Производство этой техники в СССР началось в конце двадцатого века на заводе «Светлана». Уже тогда с их помощью перекачивали различные вещества. Отечественные вакуумные насосы становились основой для конструирования различных пневматических систем, трубопроводов и прочих сооружений. Современные агрегаты такого типа совсем немного претерпели изменений. Их показатели мощности и производительности увеличились, что послужило началом разработки новых единиц техники.

Самыми востребованными насосными установками являются ВВН (жидкостно-кольцевой) и НВР (пластинчато-роторный). На основе этих агрегатов сконструирован компрессор АВЗ.

Примечание. Некоторые модели отечественных вакуумных насосов сняли с производства. Им на смену пришли новые единицы техники, которые не уступают своим предшественникам по показателям мощности и производительности.

Одним из представителей оборудования является агрегат 3 НВР. Его конструкция по сравнению с другими агрегатами, устарела.

Вакуумные насосы НВР

Их используют для откачивания и перемещения газовых и воздушных смесей, неагрессивных веществ из герметичных сосудов или емкостей различного размера. Это могут быть лабораторные камеры, термические печи и прочее оборудование. Вакуумные насосы НВР – роторные агрегаты. Они представлены пластинчато-роторными установками. Их принцип функционирования аналогичен работе жидкостно-кольцевых компрессоров.

Расшифровка названия: Н – насос, В – вакуумный, Р – роторный. Модификации оборудования: НВР1, НВР2, НВР3 и прочие виды. Они областью применения, производительностью и скоростью откачки рабочего вещества.

Вакуумные насосы НВР (цена этого оборудования зависит от его модификации) состоят из следующих комплектующих:

  • герметичного корпуса с крышкой;
  • рабочего объема, выполненного в форме цилиндра;
  • ротора, на котором находятся пластины;
  • фильтров и уплотнителей;
  • электродвигателя, производительность которого влияет на мощность оборудования;
  • специализированной арматуры.

Примечание. Количество последних элементов влияет на кривую производительности агрегата. В некоторых моделях она пологая.

Эту технику применяют для перекачивания жидкостей различной консистенции. Стоит отметить, что они должны быть предварительно очищены от примесей и загрязнений. Запрещено использовать оборудование в работе с взрывоопасными и горючими средами, а также веществами, которые агрессивно воздействуют на детали конструкции. Для таких целей разработаны другие компрессоры. Они комплектуются деталями, выполненными из высокопрочных материалов, которые выдерживают различные агрессивные воздействия.

Вакуумные насосы ВВН

Назначение: откачивание и перемещение различной среды. Их используют в оснащении систем аэрации, водоснабжения, водостоков, выполнения различных производственных задач. Это агрегаты объемного действия. В их конструкции монтировано колесо с пластинами. При его вращении рабочий объем оборудования изменяется. Импортные и отечественные вакуумные насосы ВВН (цена зависит от модификации и комплектации оборудования) востребованы в различных техпроцессах, медицине, фармацевтике, быту и сельском хозяйстве. В качестве рабочей жидкости выступает очищенная от примесей вода.

Они оснащены прочным металлическим и герметичным корпусом. В нем имеются входные и выходные патрубки, подводные и отводные каналы рабочего вещества. Привод оборудования – электромеханический. Агрегат начинает работать от подачи электрической энергии на электродвигатель.

Принцип работы ВВН основан на интенсивности вращении ротора. Чем это показатель выше, тем мощнее установки. Рабочее пространство оборудования предварительно заполняют водой. После этого процесс функционирования происходит следующим образом:

  • Включают электродвигатель.
  • Колесо с лопатками начинает вращаться.
  • Вода постепенно перемещается к внутренним стенкам корпуса.
  • В этот момент образуются разные по объему полости.
  • Происходит процесс всасывания.

При соединении этих полостей осуществляется нагнетание рабочего вещества.

Примечание. В качестве рабочей жидкости в некоторых моделях оборудования может быть использовано вакуумной масло.

Вакуумные насосы для промышленных печей

В качестве такой техники используют любые современные модификации насосных систем. Вакуумные насосы для промышленных печей предназначены для создания предварительного разряжения или необходимого уровня технического вакуума. Они отлично работают в комплексе с другими подобными установками. Это значительно расширяет спектр их применения.

Вакуумные насосы для промышленных печей (цена оборудования зависит от его комплектации) бывают газопереносящими и газосвязывающими. Это основные характеристики принципа функционирования оборудования. Первые отвечают за отведение воздушных или газовых масс из рабочего пространства основной установки. Газосвязывающие компрессоры используют для печей, в которых осуществляют термообработку материалов посредством сорбции молекул вещества.

Вакуумные насосы для климатических камер

Оборудование выбирают в зависимости от типа проводимого испытания. Климатические камеры – установки, в которых тестируют материалы и вещества на устойчивость к разнообразным температурным перепадам (от предельно низкого уровня до предельно высокого), агрессивным механическим и природным воздействиям. Также с их помощью проводят различные испытания, имитируют атмосферные явления, космическое пространство. Отечественные и импортные вакуумные насосы для климатических камер — механические, струйные, сорбционные, криогенные компрессоры. Мощность каждого из них разная, как и область применения. Такое разнообразие техники позволяет подобрать необходимую ее модификацию для выполнения поставленной производственной задачи.

Пластинчато-роторные вакуумные насосы

Агрегаты роторного типа оборудованы эксцентрично расположенным ротором с определенным количество пластинам (лопастей). Отечественные агрегаты такого типа в линейке оборудования многочисленных производителей представлены модифицированными компрессорными установками НВР. Это техника объемного действия. Она предназначена для откачки и перемещения неагрессивных к деталям установки веществ, жидкостей и смесей.

Вакуумные насосы для камер дегазации

Широкое распространение в этой области получили жидкостно-кольцевые компрессоры. Их современное название – ВВН. Расшифровывается как вакуумный водокольцевой насос.

Они выделяются относительно высокой производительностью и скоростью действия. Вакуумные насосы для камер дегазации могут быть также представлены спиральными, пластинчато-роторными, криогенными, сорбционными и другими агрегатами.

Двухступенчатый вакуумный насос

Представляет собой поршневую или роторную насосную систему различной комплектации. И та, и другая зарекомендовали себя как износостойкие, практичные и долговечные. Двухступенчатый вакуумный насос поршневого типа предназначен для создания низкого, среднего и высокого уровня технического вакуума или разряжение. Последний вариант использования техники возможен в комплексе с другими насосными установками.

Примечание. Двухступенчатые компрессоры любого вида эффективно эксплуатируют в различных отраслях промышленности.

Роторные установки считаются более универсальными. Их относят к категории оборудования объемного действия. Конструкция оборудования оснащена ротором с пластинами. Он вращается. В результате такого движения происходит всасывание, сжатие и нагнетание вещества. Этому процессу способствует образование в рабочем пространстве разных по объему полостей. В самом начале работы оборудования они разделены лопастями. По мере вращения ротора, они соединяются. В результате этого объем рабочего пространства уменьшается. Вещество начинает выходить через нагнетательный патрубок.

Читать еще:  Разновидности наушников и их характеристика

Сухой вакуумный насос

Основным отличием такого оборудования является работоспособность без смазывающих веществ. «Сухой» вакуумный насос (без масляного уплотнителя) предназначен для создания чистого технического вакуума. Он необходим в процессах перекачивания смесей и жидкостей из различных емкостей.

К этой категории оборудования относятся винтовые, пластинчатые роторные и статорные, центробежные, спиральные, ВВН (жидкостно-кольцевые) и прочие насосные системы. Каждая из них имеет различные модификации. Это способствует правильному выбору техники для осуществления различных задач производственной деятельности. Это может быть изготовление, обработка, окрашивание продукции.

Безмасляный вакуумный насос

Это агрегат, в конструкции которого отсутствует масляный уплотнитель. Стоит отметить, что безмасляный вакуумный насос также характеризуется созданием чистого вакуума. Он представлен различными видами компрессоров. Их выбор основывают на типе выполняемой производственной задачи.

Вакуумные насосы высокого вакуума

Это простые и сложные высоковакуумные установками. Они позволяют создавать высокий уровень технического вакуума или предварительное разряжение. Вакуумные насосы высокого вакуума – механические агрегаты. Это могут быть паромасляные, турбомолекулярные и парортутные установки.

Турбомолекулярные насосы

Установки откачивают и транспортируют рабочее вещество посредством передачи движения его молекулам. Турбомолекулярные насосы могут быть представлены водоструйными, молекулярными и эжекторными компрессорами.

Ионный насос вакуумный

Принцип действия агрегатов основан на ионизации газовых смесей. Ионный насос вакуумный не слишком востребован в промышленности, поскольку потребляет большое количество энергии во время работы. Он характеризуется высокой производительностью и мощностью.

Применение вакуумных насосов, принцип их работы и разновидности

Область применения вакуумных насосов

Устройства используются в разных промышленных приборах с целью:

снижения температуры кипения вещества

повышения однородности структуры материала путем дегазации

создания стерильных условий на производстве продуктов питания или в фармакологии

экстренной просушки, не допуская повышения температуры

создания нейтральной среды, необходимой для нормального течения химических реакций.

В быту вакуумные насосы применяются:

для герметичного хранения сезонных вещей

для откачки воды

в тормозной системе автомобиля

для других бытовых нужд.

В сельском хозяйстве применяется для доильных аппаратов.

Принцип работы вакуумных насосов

На практике принудительное выдавливание газовой смеси из емкости ограниченного объема реализуется 2 методами:

Водяным. Принцип работы водного насоса предполагает создание вакуума путем вытеснения газа из емкости. Процесс осуществляется водяной или паровой струей высокого давления. Подобная схема имеет существенный недостаток – низкий коэффициент полезного действия.

Механическим. Схема подобного агрегата предполагает наличие основного вращающегося/движущегося звена. В процессе работы механического насоса через равные отрезки времени внутри емкости создается расширяющееся пространство, что приводит к выталкиванию вещества. Используются механические насосы в промышленном производстве.

Основные разновидности вакуумных насосов

При производстве вакуумных агрегатов используют химически нейтральные механически прочные материалы. Особенно тщательно подгоняют узлы и места соединения различных поверхностей. Все это делается с целью исключения обратного попадания газообразного вещества в емкость.

Вакуумные насосы разделяют на несколько основных типов.

Водокольцевые

В агрегатах данного типа применяется струя воды высокого давления. Внешний вид аппарата представляет собой цилиндр, внутри которого находится вал, оборудованный лопастями. Перед началом каждого цикла заполняется дистиллированной водой.

Во время работы двигателя, вал вращается и лопасти распределяют воду по стенкам цилиндра. Между ними и крутящимся валом образуется вакуум, который тут же заполняет газообразное вещество. Движущаяся крыльчатка перемешивает газообразное вещество с жидкостью и выбрасывает полученную смесь через выходной патрубок.

На практике прибегают к использованию водокольцевых насосов для неполной очистки вещества за счет энергичного взаимодействия с водной массой.

Устройство водокольцевой конструкции имеет массу преимуществ:

Дистиллированная вода с успехом заменяет уплотнения (некоторым образом сглаживая дефекты производителя) и тем самым исключает вероятность обратного проникновения газа

За счет простой схемы, практически не требуют ремонта. Это связано с тем, что вода снижает трение, повышая также износостойкость. Оборудование долговечно и энергоэкономично

Дистиллированная вода является химически нейтральным веществом, поэтому не оказывает разрушающего действия на устройство.

Пластинчато-роторные

Конструкция данного типа предполагает размещение корпуса и ротора в разных геометрических плоскостях. Боковой зазор между внутренней поверхностью агрегата и вала имеет разный зазор по всей длине окружности из-за несовпадения их осей.

Крутящийся вал оснащен подвижным пластинами, которые при работающем двигателе создают сектора переменного давления.

Пластины в устройстве данного типа изготавливают из материалов с пониженным коэффициентом трения. Например, фторопласта, бронзы, железо-графита, латуни или баббита. Кроме того для снижения силы трения применяют маловязкие масла.

Насосы данной конструкции создают самый сильный вакуум, но слишком требовательны к чистоте обрабатываемого вещества и смазки. Поэтому их необходимо регулярно чистить.

Мембранно-поршневые

Работа этих агрегатов основана на применении гибкой мембраны, колеблющейся под действием электрического или пневматического механизма.

Основной рабочий орган мембранно-поршневого насоса изготавливают из пластичных многокомпонентных материалов высокой прочности.

При изгибании центральной части пластины, создается переменное давление внутри емкости, сопровождающееся всасыванием и выталкиванием жидкого или газообразного вещества.

Направление воздушных потоков определяет совокупность клапанов.

Достоинствами мембранно-поршневых агрегатов являются:

долговечность конструкции благодаря режиму «сухой» работы

чистота, благодаря отсутствию масел

Метод действия основан на вытеснении вещества вдоль вращающегося винтового ротора. В результате работы агрегата образуются сектора переменного давления, на выходе – избыточное, на входе – вакуум.

К недостаткам конструкции относятся высокие требования к тщательному подгону узлов и мест соединений различных материалов. Это повышает стоимость устройства.

К достоинствам винтовых насосов относятся:

возможность работы с механическим приводом.

Конструкция вихревых вакуумных насосов основана на принципе действия центробежной силы. Как и все остальные агрегаты имеют рабочий крутящий вал.

Отличительной особенностью центробежных насосов, является расположение входной трубки на внешней поверхности корпуса, а не вблизи крутящего вала.

Подобная схема создает простоту в использовании и ремонте. Однако вихревые вакуумные насосы обладают низким коэффициентом полезного действия при перекачивании газожидкостных смесей, и чувствительны к попаданию механических примесей.

Популярные производители

Отлично зарекомендовали себя в применении вакуумные насосы следующих фирм-производителей:

Самостоятельное изготовление вакуумного насоса

При желании, можно сэкономить и не покупать готовый вакуумный агрегат, сделав его собственными руками. Если насос планируется использовать для дома, например, откачивать воздух из небольших емкостей, то пригодится одноразовый шприц. Необходимо соединить тройник и шприц гибкими трубочками. По бокам устанавливаются 2 обратных клапана.

В бытовых целях народные умельцы модернизируют автомобильные или велосипедные насосы. Для этого устройство разбирают, разворачивают манжету на 180 градусов и собирают заново. Подобное изменение конструкции приводит к тому, что агрегат перестает накачивать воздух, а, наоборот, начинает вытягивать. Необходимо установить обратный клапан в месте соединения шланга и модернизированного устройства.

В качестве обратного клапана можно использовать запасную часть от аквариумного компрессора.

Чтобы изготовить качественный вакуумный насос часто используют компрессор от холодильника. Принцип его работы заключается в откачке паров хладагента из испарителя, и последующего направления их в конденсатор. Поскольку он уже предназначен для перекачки газообразного вещества, то модернизация будет минимальной. Для этого необходимо:

отделить устройство от остальных приборов

установить воздушный фильтр на входе

прикрепить патрубок на выходе

подключить к электрической сети.

Применять модернизированный агрегат для откачки газожидкостной смеси ни в коем случае нельзя. Водные пары могут стать причиной поломки вакуумного насоса.

Вакуумные насосы отличаются габаритами, производительностью, объемом. Различные типы агрегатов применяют в завимости от особенностей конструкции.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector