Как устроен вакуумный насос

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Вакуумный насос представляет собой прибор, предназначенный для откачки атмосферного воздуха, газа или пара из замкнутой системы. В результате работы устройства в ней образуется вакуум. Рассмотрим назначение, принцип работы, виды и лучшие модели вакуумных насосов.

Назначение и принцип работы

Вакуумные насосы применяют в следующих случаях:

  • плавка твердых металлов;
  • деревообработка;
  • производство бумаги и сопутствующих материалов;
  • хранение реагентов в лабораторных условиях;
  • испытание деталей в вакууме;
  • производство отдельных электронных компонентов.

Принцип работы устройства относительно прост. За счет движения механических частей внутри него создается отрицательное давление. Благодаря нему их системы, с которой работают, устраняют воздух, иной газ или пар.

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.

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.

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:

  • имеют 2 ротора;
  • совсем не используют масло.

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.

Важные критерии выбора

При выборе насоса необходимо обратить внимание на несколько важных критериев. Первый и основной – это давление, которое обеспечивает устройство.

В зависимости от этой характеристики оно может быть:

  • низковакуумным (обеспечивает 10 5 до 10 2 Па);
  • средневакуумным (от 10 2 до 10 -1 Па);
  • высоковакуумным (от 10 -1 до 10 -5 Па);
  • сверхвысокого вакуума (обеспечивает давление ниже 10 -5 Па).

Следующий немаловажный параметр – габариты. Для устройств, которые будут использоваться на предприятиях, они не столь важны. А вот если прибор планируется применять в относительно небольшой лаборатории или медицинском учреждении, размеры очень важны. При этом нужно добиться оптимального соотношения габаритов и технических характеристик оборудования.

Также следует обратить внимание на химическую совместимость насоса. Не все модели рассчитаны на использование с веществами, которые активно взаимодействуют с различными поверхностями. Перед покупкой придется проанализировать, с какими соединениями будет вестись работа и изучить, какие устройства способны с ними функционировать без ущерба для себя.

Еще один важный параметр – расход. Фактически он характеризует мощность прибора. Под расходом подразумевают количество газа, которое оборудование прогоняет через себя за единицу времени. Чем он выше, тем быстрее удается добиться нужных показателей давления в системе.

Лучшие пластинчато-роторные модели

Pfeiffer Vacuum DuoLine

Технические характеристики:

  • габариты 127х172х61 см;
  • вес 9,6 кг;
  • расход 1,25 м 3 /час;
  • максимальное значение давления 3*10 -3 МБар.

Пластинчато-роторная модель, которая рассчитана на обеспечение низкого и среднего вакуума. Устойчива практически ко всем агрессивным веществам, поэтому может использоваться почти в любых условиях. Модель обладает большим ресурсом и высокой надежностью. Может использоваться в качестве форвакуумного насоса. Конструкция подразумевает использование масла. Это не только продлевает срок службы устройства, но и обеспечивает более низкое давление, предотвращает утечки.

Возможно совместное использование с азотными ловушками, которые предотвращают попадание откачиваемого газа в атмосферу.

Elmo Rietschle V-VC 50-150

Технические характеристики:

  • габариты 59х34х27 см;
  • вес 57 кг;
  • расход 10 м 3 /час;
  • максимальное значение давления 10 МБар.

Производительные устройства, которые предназначены для создания низкого вакуума. Используются в первую очередь как форвакуумный насос. Работают от бытовой электрической сети напряжением 220 В.

Лучшие водокольцевые варианты

NASH 905 L

Технические характеристики:

  • габариты 218х124х132 см;
  • вес 120 кг;
  • расход до 22 000 м 3 /час;
  • максимальное значение давления до 10 МБар.

NASH 905 L – современные водокольцевые вакуумные насосы. Их главная особенность – низкая стоимость обслуживания и высокая эффективность. При этом возможно использование в экстремальных условиях (например, с агрессивными химическими веществами, при повышенной температуре).

Агрегат способен работать не только как насос, но и как компрессор. При этом выходное давление в таком режиме функционирования составляет 2,5 Атм.

Elmo Rietschle 2BL2 041 H50-4A

Технические характеристики:

  • габариты 185х125х102 см;
  • вес 105 кг;
  • расход до 270 м 3 /час;
  • максимальное значение давления до 10 МБар.

Экономичный, но в то же время производительный насос. Обеспечивает перекачивание почти 300 м 3 газа в час. Не требует постоянного подвода воды. Нуждается в минимальном техническом обслуживании. Поставляется с завода полностью готовым к работе.

Лучшие мембранные аппараты

Chemker 300

Технические характеристики:

  • габариты 218х124х132 см;
  • вес 20 кг;
  • расход до 22 000 м 3 /час;
  • максимальное значение давления до 120 МБар.

Устройство мембранного типа, предназначенное для использования в лаборатории. Имеет компактные размеры и устойчиво к агрессивным химическим соединениям. Работает от бытовой электрической сети напряжением 220 В.

Pfeiffer Vacuum MVP 010

Технические характеристики:

  • габариты 20х10,5х0,99 см;
  • вес 2 кг;
  • расход до 0,6 м 3 /час;
  • максимальное значение давления до 1 МБар.

Промышленный мембранный насос. Имеет малые габариты, возможно использование в лаборатории. Главный недостаток – возможность работы исключительно от источника постоянного тока.

Подведем итоги

Вакуумный насос предназначен для откачивания газа из системы и создания вакуума. Устройства бывают различных типов. Чаще всего используют пластинчато-роторные, водокольцевые, мембранные. При выборе следует обратить внимание на расход (мощность), создаваемое давление, габариты, возможность работы с агрессивными химическими соединениями.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-обзор вакуумных насосов и принцип их работы

Принцип работы вакуумного насоса, устройство и особенности

Вакуумный насос, устройство, принцип работы которого будут описаны ниже, представляет собой оборудование, которое используется для откачки и удаления паров или газов до заданного уровня давления. Последний еще называется сантехническим вакуумом.

Развитие вакуумной техники стартует в 1643 году. Тогда впервые было измерено атмосферное давление. Во второй половине XIX века человечество вступило в технологический этап создания вакуумной техники и приборов. Это было связано с возникновением ртутно-поршневого насоса, что произошло в 1862 году.

Принцип работы

Принцип работы вакуумного насоса заключается в том, что откачка обеспечивается изменением объема рабочей камеры. Такие объемные насосы применяются для получения предварительного разряжения, который называется форвакуумом. Сюда следует отнести насосы:

  • ротационные;
  • жидкостно-кольцевые;
  • поршневые.

Наибольшую популярность в вакуумной технике получили насосы вращательного типа. Если же речь идет о высоко-вакуумных насосах, то к ним следует отнести турбомолекулярные, пароструйные и паромасляные насосы. Молекулярные производят откачку за счёт передачи молекулами газа движения от твердой, парообразной или жидкой поверхности, последняя из которых двигается с высокой скоростью.

К ним относятся эжекторные, водоструйные, диффузионные, молекулярные устройства с одинаковым направлением движения поверхностей и молекул газа. К тому же классу можно отнести турбомолекулярные агрегаты, у которых движение твердых поверхностей закачиваемого газа происходит взаимно-перпендикулярно.

Дополнительно об особенностях работы

Если вас заинтересовал принцип работы вакуумного насоса, то следует ознакомиться с этой темой более подробно. Этот процесс не столь легок, каким может показаться на первый взгляд. Следует начать с того, что анализ внутреннего устройства таких агрегатов, создающих вакуум, указывает, что почти все устройства данного типа функционируют по принципу вытеснения, что можно сравнить с принципом действия объемных насосов. Они используются для откачки продуктов распада разных смесей и воды.

Создаваемый вакуум, а вернее его величина, зависит от герметичности пространства, которая возникает вследствие работы механизмов насоса, среди них следует выделить:

  • колеса;
  • специальные пластины;
  • золотники.

Принцип работы вакуумного насоса сводится к тому, что агрегат должен выполнить два условия, первое из них выражено в понижении давления в замкнутом пространстве, тогда как второе заключается в выполнении предыдущего условия за определенный промежуток времени. При этом важно, чтобы последовательность условий была сохранена.

Когда газовая среда будет вобрана оборудованием, а давление не окажется понижено до нужной величины, то потребуется использование форвакуумного аппарата. Это, в свою очередь, снизит давление газовой среды. Данный принцип предполагает возможность последовательного присоединения насосов.

Читайте также  Кму что это расшифровка

Принцип работы вакуумного насоса должен предполагать использование вакуумного масла, что исключает газовые утечки через зазоры трущихся деталей. Благодаря использованию масла, есть возможность уплотнить и полностью перекрыть зазоры. Это масло выступает в качестве отличного смазочного средства.

Устройство насоса Рутса

Принцип работы роторного вакуумного насоса был описан выше, а вот информацию о его устройстве вы сможете отыскать в этом разделе. Упомянутые насосы можно отнести к категории вытесняющих роторных вакуумных насосов, которые работают на сухом ходу. Среди основных составляющих оборудования следует выделить:

  • двигатель;
  • выпускной патрубок;
  • лабиринтные уплотнения;
  • перепускной клапан;
  • индикатор уровня масла;
  • неподвижный подшипник;
  • свободный подшипник;
  • камеру всасывания;
  • отвод масла;
  • выпускной канал.

На двух боковых поверхностях расположены подшипники вала ротора. Для того чтобы обеспечить неравномерное тепловое расширение между поршнем и корпусом, они сконструированы в качестве неподвижных подшипников и уплотнительных внутренних колец с разных сторон. Подшипники обрабатываются маслом, которое нагнетается из брызговиков. Приводной вал выводится наружу и изолируется кольцами радиаторного вала.

Кольца выполняются из фторкаучука, а после смазываются уплотняющим маслом. Кольца, располагающиеся на рукаве, необходимы для защиты вала, их, кстати, при необходимости можно заменить. Если снаружи необходимо герметичное уплотнение, то оборудование можно привести в движение с помощью муфты со стаканом и магнитами.

ВВН и принцип его функционирования

Принцип работы вакуумного насоса ВВН тоже основан на создании среды для отсасывания паров и газов. В качестве главного узла таких устройств выступает круглый барабан, в котором находится ротор с лопатками. Когда ротор начинает вращаться, вода прижимается к стенкам барабана под действием центробежной силы. Вследствие этого образуется кольцо.

Ротор находится в стороне от центра, благодаря этому под ним образуется полость, которая разделена на ячейки разного объема. Когда ячейка находится на краю полости, она обладает незначительным объемом, что называется всасывающим окном. Однако при вращении объем возрастает, и в этой кондиции происходит засасывание газа. Объем становится максимальным, а ротор делает еще один круг. Из этого понятно, что принцип работы в этом случае основан на центробежной силе.

Принцип функционирования вакуумного насоса для двигателя

Принцип работы вакуумного насоса дизеля может заинтересовать автолюбителя. Если проводить сравнение с бензиновыми двигателями, где есть дроссельная заслонка и возможность создания разряжения для использования с разными целями, в дизельном двигателе нет дроссельной заслонки, как и описанной выше возможности. Поэтому в дизельных моторах для создания разряжения используется насос. Он дополнен эксцентрично установленным ротором с перемещающейся пластмассовой лопастью, разделяющей полость на две части.

Дополнительные нюансы

Когда происходит вращение ротора и перемещение в нём лопасти, одна часть полости увеличивается в объеме, тогда как другая – уменьшается. Забор воздуха из вакуумной системы происходит на одной стороне всасывания, а после воздух вытесняется через канал.

Он используется для охлаждения узлов конструкции. Масло подается через канал, идет вдоль головки цилиндра, а после поступает к насосу. Используется масло не только для смазки, но и для уплотнения лопасти в рабочей полости. Привод осуществляется от коленчатого и распределительного вала, в последнем случае насос совмещается с топливоподкачивающим насосом системы.

Принцип действия водяного насоса

Принцип работы вакуумного насоса для воды заключается в процессе вытеснения. При работе откачка воды осуществляется в результате изменения параметров рабочей камеры. Объем вакуума связан с уровнем герметичности рабочего пространства, которое регулируется, что позволяет снизить или увеличить давление в определённом месте до нужной величины.

Водяной вакуумный насос, принцип работы которого может заинтересовать потребителя, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри располагается импеллер или вал с колесом, что обладает специальными лопастями. Импеллер выступает в качестве основного элемента. Колесо вращается в корпусе, который заполнен рабочей жидкостью. В результате вращательных движений лопасти захватывают воду, которая растекается по стенкам. Возникает центробежная сила, провоцирующая появление кольца из жидкости. Внутри образуется свободное пространство, которое называется вакуумом.

Особенности вакуумного насоса

Вакуумные водяные насосы обладают определенными особенностями, среди них следует выделить:

  • незначительный уровень шума и вибрации;
  • высокую производительность;
  • высокую прочность конструкции;
  • хорошую скорость подачи и закачки воды;
  • большое давление запуска;
  • экологичность.

Дополнительной отличительной особенностью можно выделить изотермическую герметизацию. Агрегат превосходно справляется с откачкой газов и паров, а также способен отводить жидкости, делая это одновременно. Довольно часто такое оборудование имеет встроенный грязеотделитель.

Принцип работы пластинчатого роторного насоса

Пластинчато-роторные вакуумные насосы, принцип работы которых заключается в вытесняющем действии, представляет собой оборудование с масляным уплотнением. Система имеет в составе:

  • корпус;
  • лопасти;
  • внецентренно установленный ротор;
  • вход и выход.

Масляное уплотнение устанавливается на выпускной клапан, который разработан по подобию вакуумного предохранительного клапана. В процессе работы он находится в открытом состоянии. Рабочая камера располагается внутри корпуса, а лопасти ротора разделяют камеру на два отсека, разные по объему. Как только устройство будет включено, газ поступит в расширяющую камеру, пока его не перекроет второй лопастью.

Что еще следует знать о работе роторного насоса

Газ внутри сжимается, пока не будет открыт выпускной клапан под давлением. Если применяется газовый балласт, то открывается наружное отверстие, сквозь которое газ выпускается в камеру всасывания, расположенную на передней стороне. Такое оборудование имеет еще второе название – вакуумный насос масляный, принцип работы данного устройства был описан выше. В качестве рабочей жидкости выступает масло, которое выполняет несколько функций. Оно смазывает подвижные части и заполняет пространство под выпускным клапаном. Заполняются маслом и узкие промежутки между выходом и входом. Рабочая жидкость уплотняет зазор между рабочей камерой и лопастями, обеспечивая оптимальное равновесие температуры за счет теплообмена.

Заключение

Вакуумные насосы можно классифицировать еще и по физическим принципам работы на газосвязывающие и газопереносные. Последние транспортируют частицы или рабочий объем. Некоторые разновидности вакуумных насосов предполагают молекулярное течение переносимого вещества, другие – ламинарное. Если же речь идет о механических насосах, то их можно подразделить на молекулярные и объемные.

Принцип работы вакуумного насоса

В быту водяной вакуумный насос используется достаточно редко, что связано со спецификой его работы. Это оборудование больше ориентировано на производственную и промышленную сферы, где требуется создание вакуума (разреженной среды) условий для вытеснения газа, пара или воздуха.

Принцип работы всего оборудования одной линейки одинаков – за счет работы мотора элиминируется пар или газ с изменением объема рабочей камеры. Разнятся между собой образцы характеристикой работы в зависимости от числа оборотов, объема и показателей расхода охлажденной воды и т.д.

Как работает?

По принципу действия, вакуумные насосы элиминируют газо- и парообразные среды и воздух. Независимо от устройства и вида модели, все вакуумные помпы работают по принципу действия вытесняющего момента. Такая же работа характерна и для объемных и даже поршневых насосов, которые также сперва вытесняют, а после уже перегоняют рабочую среду.

Плотность вакуума и его достаточность определяются по герметичности внутреннего пространства, которое создается не только за счет герметичных стыков, но и одновременной работы колес, пластин и золотников.

Величина вакуума зависит от герметичности и исправности всех деталей агрегата

За герметичность отвечает специальное вакуумное масло, которое полностью нивелирует возможность утечки газа или пара. Вязкая структура масла закрывает все трущиеся детали, а его плотности достаточно для того, чтобы закрыть и все возможные зазоры.

Устройство и принцип действия помпы сводятся к тому, чтобы сперва максимально снизить давление за определенный промежуток времени, чтобы в уже разреженной среде вытеснить пар или газ. И тут важно понимать взаимосвязь этих процессов, так как, например, если газ/пар уже выбран, а давление не снижено и рабочая поверхность не изменена, простой вакуумный насос уже не справится. Нужно подключать форвакуумный, который уже и начнет снижать давление до нужного уровня.

Разновидности агрегатов

Вытесняющий роторный агрегат Рутса

Вся линейка оборудования относится к категории вытесняющего оборудования, которое работает исключительно «на сухую». В зависимости от функционала, скорости снижения давления и вытесняемой среды, выделяют следующие виды:

  • форвакуумные (вращательного типа);
  • высоко-вакуумные (турбомолекулярные, пароструйные, паромасляные);
  • молекулярные (эжекторные, водоструйные, диффузионные).

Если брать, к примеру, масляный вакуумный насос, то они делятся на такие подгруппы:

  • пластинчатороторные;
  • пластинчатостаторные;
  • золотниковые.

В устройство вакуумного насоса, вне зависимости от типа, входят такие элементы:

  • мотор;
  • кольца;
  • уплотнения и перепускной патрубок;
  • индикатор уровня вакуумного масла;
  • стационарный и мобильный подшипники;
  • рабочая камера;
  • патрубок отвода масла;
  • выпускной патрубок для отвода газа/пара.

Кольца на стадии сборки покрывают плотным слоем специального масла, исключающего риск повреждения при трении деталей.

ВИДЕО: Вакуумный насос. Как работать, для чего, виды

Общая схема функционирования

Устройство и принцип работы вакуумного насоса основано на резком снижении рабочего давления до определенной отметки с последующим вытеснением газа, пара или воздуха. В момент работы в герметичной емкости создается вакуум (разреженная среда), а вытесненные пары отводятся либо просто наружу либо в специальную емкость.

Молекулы в газообразном или жидком состоянии следуют к зонам со сниженным давлением. Это закон физики, который на практике впервые был реализован еще в 19 веке, когда разработали ртутно-поршневой насос.

Функционирование большинства вакуумных аппаратов во многом зависит от схемы принципа вытеснения. Объем вакуумного пространства, который был получен таким образом, напрямую зависит от того, насколько загерметизирована камера. Это, в свою очередь, зависит от работы внутренних элементов и достаточности специального масла, о котором мы рассказали выше.

Так, например, стандартный насос может вытолкнуть газ или пар, но не сможет довести уровень давления до низшего предела. Форвакуумный, наоборот, быстро и резко снижает его, но вытеснить всю среду не сможет. Зная такие особенности, можно последовательно подключать агрегаты и доводить задачу до логического завершения.

Если прибор может вытеснить газ, но не снижает давление, подключается по схеме параллельного соединения еще один агрегат, задача которого – снизить до рабочего уровня.

Основные тонкости замены

Замена такого агрегата производится согласно таким принципам:

  1. При замене деталей или механизмов необходимо выбирать не просто похожие элементы, но с аналогичной производительностью и показателями.
  2. Заменяющие механизмы или отдельный элемент должны обеспечивать необходимый объем вакуумной полости.
Читайте также  Где номер двигателя змз 406

Также при замене подобного оборудования выдвигается еще ряд требований, среди которых особое место занимают:

  • показатели стойкости к воздействию агрессивных сред;
  • отсутствие риска перемешивания неблагоприятной для работы аппарата среды с газом или жидкостью.

Если говорить о вакуумных водокольцевых насосах, то для более производительной работы их лучше компоновать с гидравлическими. Они применяются как вспомогательное оборудование с целью обеспечения полноценной функциональности крупногабаритных центробежных насосных установок. С помощью таких агрегатов есть возможность установки на насосных станциях «самовсасывающего режима». Что касается экономии, то она достигается за счет сравнительно небольшого уровня заглубления механизмов.

Если же время пуска системы не критично, то можно использовать устройства более медлительные, чем заменяемый аппарат. Это также позволит сэкономить средства.

Заводской водокольцевой насосный блок, который вводится в систему по стандартной схеме, категорически нельзя использовать для откачки токсичного газа. Это обусловлено тем, что последний может вступить в реакцию с балластной жидкостью.

Механизм работы водокольцевого аппарата

Среди всего многообразия подобного оборудования для перекачки воды наибольшей популярностью пользуются водокольцевые установки. В качестве рабочей жидкости в таких устройствах используется дистиллированная вода. В промышленности выгоднее использовать тосол или масло, так как при колоссальных объемах работы на трущихся деталей образуется минимум трещин.

Водокольцевой вакуумный насос

Напомним, при наличии даже малого количества трещин на рабочих элементах невозможно создать герметичную полость.

Механизм функционирования достаточно простой:

  • ротор, который располагается эксцентрично, находится в цилиндрической корпусной части, частично заполненной рабочей жидкостью;
  • среда перемещается по корпусу за счет движения лопаток;
  • этот процесс цикличный.

Рабочей полостью подобного аппарата считается серпообразное пространство, возникающее за пределами жидкостного кольца. А имеющиеся лопатки рабочего колеса делят объем на определенного размера ячейки.

Когда происходит сжатие газа, тепловая энергия отводится к жидкости. При длительном использовании насоса нужно систематически менять рабочую воду, чтоб исключить перегрев оборудования.

Жидкость проникает сквозь гидравлическое уплотнение в районе вала и всасывающих патрубков. Удалить ее можно вместе с газом посредством нагнетательных окон. Также стоит отметить и тот факт, что водокольцевые насосные установки очень просты в использовании и состоят из небольшого числа элементов.

Как работает оборудование

Как для любого другого вида насосного оборудования, существуют определенные критерии выбора. В их числе:

  • скорость откачивания среды;
  • предварительный (начальный) и предельный (максимальный) вакуум;
  • производительность.

Вся информация отражена в техническом паспорте устройства.

Скорость откачивания среды

На этот показатель влияет смена рабочего давления. В зависимости от повышения и снижения, соответственно меняется и скорость – увеличивается или уменьшается.

Предварительный (начальный) и предельный (максимальный) вакуум

Показатели вакуума означают давление, которое образуется на выходе помпы. Начальный уровень – рабочее давление, при котором обеспечена средняя скорость. Максимальный – выбирается в зависимости от перекачиваемой среды, так как не все агрегаты способы отводить откаченный газ.

Производительность

Показатель, определяющий какой объем среды помпа перекачается за единицу времени.

Также можно обратить внимание и на второстепенные показатели работоспособности прибора, в числе которых:

  • мощность двигателя;
  • рабочей жидкости;
  • геометрические параметры насоса и т.д.

Как видно, принцип функционирования вакуумных насосов достаточно прост. Надеемся, эта статья была для вас полезной!

ВИДЕО: Вакуумный насос – познавательный урок

Вакуумные насосы – как работают и где применяются

На сегодняшний день насчитывают немало видов вакуумных насосов, которые различаются между собой спецификой работы, хотя имеют общий принцип действия. Их используют как для бытовых потребностей, так и на больших предприятиях для весьма серьезных работ. Вакуумные насосы могут быть для доения коров (насос вакуумный УВД 10), лабораторные агрегаты, электровакуумные аппараты и т.д. Область применения этих видов понятна и простому человеку, а вот принцип работы вакуумного насоса, к сожалению, намного сложнее.

Область применения

Изобретение таких аппаратов дает возможность справиться с разнообразными задачами, что требуют вмешательства человека.

Вакуумным насосом и контейнером пользуются в промышленной области и с их помощью решают множество задач:

  • защита природы (контейнеры для очистки);
  • полиграфия (подготовка и копирование рисунков, где используют аппарат 2НВР);
  • пищевое производство (обрабатывание мяса, молока, дойка коров УВД 10 000 насосом вакуумным, аппарат 461М, набор вакуумных контейнеров с насосом для упаковки, крышки с насосом для банок и т.п.,);
  • медицина (медицинский вакуумный прибор для дыхательных аппаратов, мини-трубки в стоматологии, что используют устройство НВМ 5);
  • производство стекла и керамических изделий, где чаще всего используют контейнеры 2НВР и 5ДМ;
  • деревообрабатывающая промышленность, где пользуются популярностью 2НВР и вакуумные контейнеры, а для сушки дерева отличной будет установка насоса вакуумного ВВН 1 075.

Особенности вакуумные насосов

Каждая вакуумная система имеет свои преимущества благодаря принципу действия и некоторым особенностям.

К примеру, вакуумный насос для воды отличается прочностью и может применяться при максимально высоких температурах. В основном его используют для откачки пара, газа и воздуха. Водокольцевой агрегат весьма востребован в промышленных работах. Водяной агрегат для создания вакуума бывает трех видов:

  • одноступенчатый с одной камерой;
  • одноступенчатый с двумя камерами;
  • двухступенчатый с двумя камерами.

Спиральные вакуумные насосы рекомендуют применять в агрессивной рабочей среде. В отличие от водокольцевого, на детали спирального устройства наносят специальный защитный слой.

Винтовой вакуумный насос имеет свои плюсы: в работе он не потребляет масла и может обойтись без установки конденсатора. Этот безмасляный аппарат значительно экономит расход энергии.

Принцип работы вакуумного насоса

Принцип действия данного устройства основан на выполнении следующих задач: он должен создавать понижение давления в рабочем закрытом пространстве и сделать это за определенное время.

Чтобы предотвратить газовые утечки через зазоры деталей, используют масло для вакуумных насосов. С помощью такого масла уплотняют зазоры, что позволяет полностью их перекрыть. Из этого выходит, что насосные системы, в которых используют вакуумное масло, называются масляными. А устройства, где такое масло не применяют, называют сухими. Если приходится выбирать между этими аппаратами, то самым оптимальным вариантом будет выбор сухого аппарата, ведь его не надо обслуживать.

Как работает вакуумный насос? (видео)

Виды и отличия

Зависимо от диапазона давления, в пределах которого можно добиться, чтобы производительность вакуумного насоса была максимальной, устройства делятся на три типа:

  • форвакуумный насос;
  • высоковакуумный;
  • бустерный (промежуточное разрежение).

Форвакуумный аппарат

Форвакуумные насосы – устройства для предварительного разрежения. Их используют для того, чтобы обеспечить работу в условиях высокого вакуума. Форвакуумные насосы отлично экономят энергию, что является отличным преимуществом перед собратьями. В качестве такого агрегата используют роторно-пластинчатые устройства (один из самых дешевых 2НВР 5ДМ), а еще паромасляный аппарат, вакуумные насосы турбомолекулярные и т.д.

Высоковакуумные насосы

Данные аппараты присоединяются не напрямую к системе, а через коммуникации. Между устройством и самой системой рекомендуют установить заслонки, так как они позволяют отключить аппарат от системы. Вместе с заслонками устанавливают ловушки для охлаждения и улавливания пара рабочей среды, который поступает из аппарата в систему.

Ручной вакуумный насос

Такое устройство можно сделать самостоятельно с помощью обычного медицинского шприца. Шприц – отличная помпа, что стоит довольно дешево и можно приобрести в любой аптеке.

Чтобы сделать бытовой вакуумник из шприца, необходимо выполнить следующие пункты:

  1. Подготовьте 2 обратных клапана из пластика и маленькую силиконовую трубку с таким диаметром, чтоб в нее входили клапаны.
  2. Посредине этой трубки острым предметом сделайте дырочку для носика шприца.
  3. В готовую дырочку плотно вставьте шприц.
  4. В силиконовую трубочку с обеих сторон вставьте обратные клапаны. Первый клапан будет всасывающим, и к нему присоедините жесткую трубку, что будет проведена в нужную емкость.

Распространенные вакуумные насосы

Becker

Вакуумные устройства Becker (Беккер) отлично зарекомендовали себя в откачивании газов, воздуха, производственных выбросов, а также в промышленных отраслях. К примеру, безмасляный пластинчато-роторный аппарат изготовлен для того, чтобы создавать чистый сухой вакуум и нагнетать воздух, в котором не будет посторонних частиц.

Винтовой промышленный агрегат фирмы Becker идеально подойдет для пользования в разных направлениях хозяйственно-промышленной области. Becker имеет отличную производительность и обладает немалой мощностью и низким уровнем шума. В аппарате для очистки воздуха от пыли устанавливают воздушный фильтр. Замену фильтра для вакуумного насоса осуществляют в зависимости от используемого масла, а это, примерно, 2000-8000 часов работы.

Bosch

Вакуумный насос Bosch устанавливают в легковые дизельные и легкие коммерческие машины. Он создает разрежение в тормозной системе и в системе турбокомпресоров.

Rietschle

Немецкий завод Elmo Rietschle предлагает широкий ассортимент вакуумных насосов Rietschle:

  • производство центробежного насоса;
  • вихревые;
  • водокольцевые;
  • пластинчато-роторные;
  • кулачковые;
  • винтовые.

Продукция немецкой компании отличается высоким качеством производства, что проверено десятками лет безупречной работы.

АВЗ 180

Производитель вакуумного насоса АВЗ 180 – Украина. Он работает с негорючим газом без влаги и абразива. Использую такой аппарат для медицинских целей, сельского хозяйства, в производстве металлов и т.д. Иногда это устройство устанавливают как форвакуумный для насоса Рутса.

АВЗ 20Д

Золотниковый аппарат АВЗ 20Д используют для откачивания воздуха, парогазовой смеси, перед этим очищенной от мелких частиц. Температура рабочей среды АВЗ 20Д – 10-35˚С. Аппарат не используют для перекачки рабочей среды из одной емкости в другую. Устройство АВЗ 20Д непригодно для работы с агрессивной средой, которая вступает в реакцию с черным металлом и смазочным маслом. Аппарат АВЗ 20Д нельзя перегревать, обязательно работа данного устройства должна быть с охлаждением.

Устройства для ассенизаторской машины

Для ассенизаторской машины ГАЗ 53, ГАЗ 3370, ГАЗ 3390 используют вакуумный аппарат КО 503. Характеристики устройства КО 503 обеспечивают разрежение, с помощью которого наполняются и опустошаются цистерны. КО 503 используют при температуре в пределах -20 – +40˚С. Сам корпус аппарата КО 503 сделан из чугуна, и закрыть его можно при помощи двух крышек с подшипниками. На корпусе КО 503 закреплен бак с маслом, который обеспечивает смазку устройства.

Читайте также  Что такое катет сварного шва

Вакуумным насосом КО 505 (или насосом вакуумным КО 505 А) комплектуют автомобили на базе шасси УРАЛ, ЗИЛ и КАМАЗ. Его используют на протяжении всего года, независимо от температуры. При этом стоит учитывать, что греется данный агрегат весьма быстро, поэтому не рекомендуют доводить корпус до температуры выше 80˚С.

В автомобили УРАЛ, МАЗ и КАМАЗ делают установку устройства КО 510. Для нормальной работы данного аппарата необходима чистота, промывка системы смазки и стоит следить за нагревом корпуса.

Лопатки графитовые

Лопатки графитовые применяют как комплектующие для роторно-пластинчатого и сухого вакуумного насоса. Лопасти из графита пользуются популярностью, так как обладают рядом преимуществ:

  • устойчивость к неблагоприятным условиям, к примеру, повышается температура при трении лопасти внутри устройства;
  • лопасти инертны и не поддаются химическим реакциям;
  • графитовые лопасти обладают самосмазыванием, что возможно благодаря частицам, которые делают смазку между камерой устройства и лопастью.

Из-за структуры графитовые лопасти не шумные в работе, что является главным плюсом.

Ресивер для вакуумного устройства

Ресивером для вакуумного насоса называют уравнительный баллон, который применяют с вакуумными насосами и установками. Для химического и пищевого производства ресиверы объемом 500 и 900 л изготавливают из нержавейки. Экономичные модели ресиверов изготовляют на основе компрессорных устройств.

По какому принципу работает вакуумный насос?

В настоящее время вакуумные насосы применяются и для бытовых нужд, и в крупных промышленных предприятиях для более серьезных и масштабных работ. Виды вакуумных насосов насчитают несколько различных по специфике работы аппаратов, имеющих, однако, общий принцип работы.

Промышленный вакуумный насос для откачки газов

Есть насосы и доильного предназначения, и лабораторный вид вакуумных агрегатов, электрический вакуумный насос и многие другие. И если область применения каждого из видов понятна и доступна даже простому обывателю, то принцип работы, увы, нет. Именно с этой темой мы сейчас и разберемся.

1 Основные особенности

В современном мире создать устройство для откачки воды или газа, а также других веществ и их продуктов распада (даже на молекулярном уровне!) достаточно просто. Тому пример огромное количество подобных аппаратов.

Наиболее технологичным и развитым из таких аппаратов можно с уверенностью назвать вакуумный насос. Промышленные виды вакуумных насосов подразделяются на такие типы, как:

  • Вакуумный насос;
  • Вакуумный агрегат;
  • Вакуумная установка.

Другим наименованием вакуумных моделей является «устройство для откачки», так как данное устройство используется преимущественно для откачки воздуха, различных газов, воды, парогазовых смесей и подобных веществ. Основные характеристики вакуумных насосов таковы:

  • Быстрая скорость откачки смесей или воды;
  • Величина произведенного вакуума.

Скорость откачки, имеющая символ «S», всегда измеряется в литрах за секунду, и показывает объем откачиваемой среды в одну единицу времени. Объем вакуума измеряется величиной, так называемого остаточного давления, в полости с разреженной атмосферой.

При этом единицами измерения описываемой величины являются: проценты от общего атмосферного давления, кПа, Па и миллиметры ртутного столба (мм.рт.ст).

У вакуумных насосов имеются и подвиды. Такие, как:

  • Вакуумный аппарат для создания предельного остаточного давления (характеристики от 1*10-3 миллиметров ртутного столба);
  • Высоковакуумные аппараты производящие предельное остаточное давление (характеристики от 5*10- до 5*10-7 миллиметров ртутного столба);
  • Вакуумные водокольцевые аппараты.

Вакуумный насос с манометром, от компании Value

При этом, как бы сильно на первый взгляд не отличались данные подвиды друг от друга, каждая насосная система работает на одном и том же механизме, общем для всех подвидов. И, как уже писалось выше, существуют более узкие и специфичные версии вакуумных насосов. Такие, как:

  • Электрический вакуумный насос (обычно марки «Value»);
  • Водяной вакуумный аппарат (как и описанный выше насос, тоже чаще всего марки «Value»);
  • Мини-вакуумный насос (как правило, для бытовых нужд);
  • Насос доильного предназначения;
  • Вакуумные контейнеры «Value», «GE» и т.д.

1.1 Области применения

Изобретение этих насосов дало человеку возможность решить множество различных ситуаций, которые требовали его вмешательства. Вакуумные насосы и контейнеры применяются в очень многих промышленных областях и решают поистине огромный список задач:

  • Защита окружающей среды (очистные контейнеры, фильтры продуктов распада веществ с заводов и т.д., где применяют насосы «Value»);
  • Полиграфическое дело (подготовка изображений, их копирование и сканирование, где применяют аппараты «Value» и «2НВР»);
  • Пищевая промышленность (обработка продуктов вроде птицы/молока/фруктов, вакуумные контейнеры для упаковки и т.д.);
  • Медицинская отрасль (мини-вакуумные приборы для дыхательных аппаратов, мини-вакуумные трубки в стоматологии для откачки крови и слюны);
  • Химическая промышленность (перегонка веществ и продуктов их распада, сжатие газов и т.д.);
  • Производство керамики и стеклянных изделий, где наиболее часто применяют вакуумные контейнеры «2НВР» и «5ДМ»;
  • Деревообрабатывающая отрасль, где применяют аппараты «2НВР» и вакуумные контейнеры.

Мобильный вакууматор для пищевых продуктов

При этом наиболее популярны бытовые вакуумные насосы «Value» и мини версии вакуумных насосов. Аппараты «Value» весьма распространены в сельскохозяйственном ремесле, тогда как мини-вакуумные устройства применяют преимущественно в медицине. Так, например, без мини-вакуумных устройств не обходится ни один прибор для искусственной вентиляции легких.
к меню ↑

1.2 Какие преимущества использования вакуумных насосов?

Что очевидно, каждая отдельно взятая группа вакуумных насосов, будь то контейнеры или мини аппараты, имеет свои определенные преимущества благодаря конструктивным особенностям, принципа работы и других, менее значимых факторов.

Водокольцевые аппараты, например, отличаются особой прочностью и способны выполнять свою работу при предельно высоких температурах или других подобных тяжелейших условиях. Обычно их применяют для откачивания загрязненных паров, воздуха и газов. Они особенно востребованы при проведении промышленных работ.

Пластинчато-роторные устройства весьма стойки к парам воды, очень компактные и предельно надежны. Они показывают высокую производительность откачки и, при этом, потребляют предельно маленькое количество энергии.

Так называемые «насосы Рутса» показывают мощную производительность, скорость работы и, что очень важно для насосных систем, равномерность откачки носителя. При их работе в сжимаемом газе полностью отсутствуют примеси масла.

Мембранные и спиральные аппараты вакуумного принципа работы используют для проведения работ в агрессивной среде. Однако, в отличие от водокольцевых устойчивых аппаратов, мембранные и спиральные требуют предварительного нанесения специального защитного покрытия на все детали насосной системы.

Винтовые насосные системы отличаются тем, что вообще не потребляют масла и не требуют установки конденсаторов. Кроме того, они прекрасно экономят расход потребляемой энергии.

Вакуумные контейнеры отличаются широтой применения, и некоторые их виды отличаются повышенной мобильностью и возможность легкой транспортировки. Впрочем, такие контейнеры хотя и достаточно защищены, но все же не способны на работу в агрессивной среде как в случае с водокольцевыми аппаратами.

Доильный аппарат с подключенным вакуумным насосом

Однако вакуумные контейнеры для таких условий не применяются вовсе. Они используются в быту, на кухне, для сохранения остатков пищи, откладывания запасов, скоропортящихся или нуждающихся в защите вещей.
к меню ↑

2 Принцип работы вакуумной насосной установки

На самом деле принцип работы вакуумных насосных агрегатов не так легок, как может показаться. Нужно начать с того, что тщательный анализ внутреннего устройства насосов создающих вакуум (в том числе мини версий) показывает, что практически все аппараты данного типа работают по методу «вытеснения», что очень похоже на принцип работы объемных насосов.

Объемные насосы, между тем, тоже применяют для водяной откачки и откачки продуктов распада различных смесей.

Производимый вакуум, то есть, если быть точнее, его величина, напрямую зависит от герметичности производственного пространства, что создается рабочими механизмами насоса (золотниками, специальными пластинами и так называемыми «колесами»).

В общем-то, принцип работы такого аппарата сводится к тому, что он должен выполнить два определенных условиях. Первое, это понижение давления в рабочем замкнутом пространстве. Второе, это выполнить предыдущее условие за определенное заданное время. Такие условия одинаково необходимы как для водяной откачки, так и для доильного дела.

При этом последовательность условий должна быть сохранена, как и выполнение каждого из них. Ведь, например, если объем забора определенной газовой среды аппарат выполнит, но при этом не понизит давление до необходимой величины, то необходимо будет использование для корректировки применение форвакуумного аппарата.

А это уже дополнительно снижает давление определенной газовой среды. Собственно, данный принцип работы вакуумного аппарата полностью повторяет технику последовательного присоединения насосов. В последнем случае при обеспечении заданной величины снижения давления устройством, без последующего обеспечения скорости забора, присоединяют другой насос.

Изображение внутренностей водокольцевого вакуумного насоса

Для предотвращения возможных газовых утечек, через имеющиеся зазоры постоянно трущихся деталей вакуумных устройств, применяют так называемое вакуумное масло. Благодаря вакуумному маслу можно уплотнить зазоры, полностью перекрыв их. Кроме того, данное масло является еще и отличным смазочным средством.

Выходит, что механические насосные системы вакуумного принципа работы, в которых применяют данное вакуумное масло и как уплотнитель для зазоров, и как смазку, по факту являются масляными. А вот насосы, где вакуумное масло не применяется, именуют сухими. Наиболее оптимальным вариантом выбора является всегда второй вид насосов, так как они не нуждаются в обслуживании.

Если описать все более кратко, то вакуумные насосы попросту элиминируют газы, в том числе продуктов распада различных веществ, пары воды, воздух и другие вещества из объемов так называемой рабочей камеры устройства. При этом камеры устройства обладают замкнутостью и полной герметичностью.

По мере того, как газы, пары воды и других веществ удаляются, объем полостей устройства изменяется, из-за чего молекулы вещества, которое перекачивает насос, распределяются в необходимом направлении. Более того, принцип работы вакуумных насосов еще и напрямую зависит от типа используемого агрегата.

И, как уже было сказано, такой принцип действия применим для вакуумных насосов, как доильного применения, так и для промышленных насосов по перекачке воды или продуктов распада различных веществ.
к меню ↑

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: