Конструкция вакуумного насоса

Вакуумный насос: принцип работы, устройство, как подобрать

Техническое устройство, которое специально предназначено для откачивания газов и паров из замкнутого объема и формирования в нем вакуумной среды, называется вакуумный насос. Такое оборудование делится на различные типы в зависимости от своего конструктивного исполнения и принципа действия. Оно активно используется в различных отраслях промышленности, на предприятиях сельскохозяйственной отрасли, а также для оснащения лабораторных подразделений.

Пластинчато-роторный масляный вакуумный насос 2НВР5Д

Отдельные модели вакуумных насосов применяются и для решения бытовых задач (в частности, для организации более компактного хранения вещей и постельных принадлежностей, для продления срока годности пищевых продуктов, также находящихся на хранении). Чтобы правильно подобрать устройство, способное создавать разрежение воздуха в окружающей его среде, ограниченной определенным объемом, необходимо разобраться не только в том, как работает вакуумный насос, но и в конструктивных особенностях различных типов такого оборудования, а также в их функциональных возможностях.

Принцип действия

Принцип действия основной части вакуумных насосов заключается в том, что разряжение воздуха, которое создают такие устройства, достигается за счет изменения объема рабочей камеры. Для следующих типов вакуумных насосов принцип работы характерен вышеуказанный:

  • ротационные устройства;
  • водокольцевые вакуумные насосы (ВВН);
  • вакуумные насосы поршневого типа.

Устройство жидкостно-кольцевого вакуумного насоса

Машины, работающие по данному принципу, создают предварительное разрежение воздуха. Такое состояние воздушной среды, которого вполне достаточно для решения многих задач, называют форвакуумом. Для того чтобы создать более глубокий вакуум, необходимо использовать насосные устройства других типов, к которым, в частности, относятся:

  • молекулярные;
  • турбомолекулярные;
  • вакуумные насосы водо-, пароструйного и паромасляного типа;
  • диффузионные и эжекторные устройства.

Принцип действия вакуумных насосов вышеперечисленных типов основан на том, что движение молекулам откачиваемой газовой или воздушной среды передается от движущейся с высокой скоростью жидкой или газообразной субстанции либо твердой поверхности.

Направления движения струи газа, жидкости или твердой поверхности и молекул откачиваемой среды могут совпадать или располагаться перпендикулярно друг к другу (турбомолекулярные насосы).

Принцип работы пароструйного вакуумного насоса

Эффективность работы большей части вакуумных насосов зависит от того, насколько эффективно в них реализуется принцип вытеснения. Объем вакуума, который они способны создать в замкнутом пространстве, напрямую зависит от того, насколько герметичной является их рабочая камера. За обеспечение герметичности последней отвечает сразу несколько элементов конструкции вакуумного насоса – рабочее колесо и пластины, которые зафиксированы на его внешней поверхности, золотники.

Нередки ситуации, когда насос вакуумный способен откачивать газовую среду, но его технических возможностей недостаточно для того, чтобы понизить ее давление до требуемого значения. В таких случаях используется одновременно несколько вакуумных насосов, подключаемых друг к другу последовательно. Если же необходимо повысить скорость формирования вакуумной среды, также используется несколько насосов, но в таком случае они соединяются по параллельной схеме.

Как работает ВВН

Водокольцевой вакуумный насос – это наиболее популярный тип оборудования, используемого для откачивания газовых сред из замкнутых объемов. Для функционирования таких устройств нужна жидкая рабочая среда, в качестве которой преимущественно используется вода (реже – масло, тосол, щелочи, кислоты и другие вещества). Конструктивная схема насосов данного типа включает в себя колесо с лопатками, которое является основным рабочим органом таких устройств.

Принцип, по которому работают ВВН, достаточно прост. Заключается он в следующем.

  • Под воздействием вращения лопаточного колеса, создающего центробежную силу, жидкость отбрасывается к стенкам рабочей камеры, формируя по ее внутреннему периметру водное кольцо.
  • В центральной части рабочей камеры в результате протекания вышеописанного процесса создается зона разрежения, что и обеспечивает всасывание откачиваемой газовой среды в такую камеру через входной патрубок.

Принцип работы и основные детали насоса ВВН

Следует иметь в виду: принцип работы вакуумных насосов данного типа подразумевает, что жидкая рабочая среда постоянно нагревается, поэтому ее необходимо регулярно менять.

Устройство и принцип действия водокольцевых вакуумных насосов достаточно просты, что обеспечивает высокую надежность такого оборудования, а также простоту его эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

Водокольцевые вакуум-насосы не требуют очистки перекачиваемых газов и способы работать в круглосуточном режиме

Что представляют собой вакуумные насосы Рутса

В тех случаях, когда в замкнутой системе, характеризующейся значительными газовыми нагрузками, требуется создать вакуум не слишком большого значения, может быть использован механический вакуумный насос Рутса, относящийся к устройствам двухроторного типа. Основой конструкции таких насосов являются два ротора, которые синхронно вращаются в корпусе в разные стороны, не контактируя друг с другом.

Работают такие насосы, роторы которых в поперечном сечении имеют форму восьмерки, без использования жидкой рабочей среды. Это исключает наличие в их внутренней камере постоянно двигающейся массы, что улучшает динамическую балансировку таких устройств. Именно поэтому даже при высоких скоростях вращения роторов насосы Рутса практически не издают шума и не вибрируют.

Схема насоса Рутса

Чтобы уменьшить противоток откачиваемых насосами Рутса газовых сред, на выходе из таких устройств дополнительно устанавливают достаточно производительные форвакуумные насосы. В качестве последних могут быть использованы такие виды вакуумных насосов, как устройства пластинчато-роторного, роторно-поршневого и винтового типа. Кроме того, в роли форвакуумного применяют водокольцевой вакуумный насос. Между форвакуумным насосом и насосом Рутса, чтобы предотвратить попадание масла в откачиваемый объем, устанавливается масляная ловушка сорбционного или ионного типа. Использование насосов Рутса в связке с форвакуумными устройствами позволяет создавать низкий и средний вакуум с высокой скоростью откачивания.

Насос Рутса предназначен для транспортировки больших объемов газов

Конструкция и принцип действия вакуумных насосов для дизельных двигателей

Насосы, которыми оснащаются дизельные двигатели, предназначены для создания вакуума в рабочей камере такого агрегата. Основным конструктивным элементом данных насосов является ротор, оснащенный выдвигающейся пластиной, разделяющей рабочую камеру устройства на две полости. Поскольку ротор вакуумного насоса для дизельных двигателей установлен в рабочей камере эксцентрично, при его вращении выдвигающая лопасть уменьшает объем одной части такой камеры, одновременно увеличивая объем другой полости. Таким образом, в рабочей камере создается зона разрежения, что способствует всасыванию воздуха через входной патрубок. Попадающий в рабочую камеру воздух проталкивается лопастью к выходному патрубку.

Читайте также:
Лак или масло для паркетной доски: преимущества и недостатки покрытия

В дизельных двигателях вакуумный насос служит для создания разряжения

Для смазывания движущихся элементов внутренней конструкции вакуумного насоса для дизельных двигателей, а также для обеспечения более плотного прилегания лопастей таких устройств к внутренним стенкам их рабочей камеры используется масло, которое подается от головки цилиндров самого двигателя по специальному каналу. Для приведения в действие насоса используется коленчатый или распределительный вал самого дизельного двигателя. Как можно заметить, устройство и принцип действия вакуумных насосов для дизельных двигателей мало чем отличаются от того, как устроены и работают устройства водокольцевого типа.

Как устроен вакуумный насос для откачивания воды

Водяные вакуумные насосы, которые относятся к специальному насосному оборудованию, одинаково успешно могут быть использованы для откачивания воды, газовой среды, а также газа, смешанного с жидкостью. Активно применяется такое оборудование как в различных отраслях промышленности, так и в быту (в частности, такими устройствами оснащаются системы автономного водоснабжения и полива, их применяют для откачивания воды из различных водоемов и ее транспортировки к месту потребления).

Принцип действия вакуумного насоса для воды

Принцип, по которому работает вакуумный насос для воды, заключается в следующем.

  • Вода, находящаяся в рабочей камере, захватывается лопатками рабочего колеса и также начинает перемещаться.
  • В результате вращения лопаток колеса вместе с жидкостью на последнюю оказывается центробежная сила, что приводит к отталкиванию жидкости к стенкам рабочей камеры.
  • В результате протекания вышеописанных процессов в центральной части рабочей камеры создается разрежение воздуха (а фактически вакуум, так как корпус устройства надежно загерметизирован). В данную область рабочей камеры как раз и втягивается газовая или жидкая откачиваемая среда.

Степень герметичности рабочей камеры вакуумного насоса для воды можно регулировать, что позволяет уменьшать или увеличивать давление перекачиваемой среды в напорной магистрали.

Внешне вакуумный водяной насос похож на обычное устройство центробежного типа

Вакуумные насосы для откачки воды, как можно заметить, по конструкции и принципу действия мало чем отличаются от насосных устройств центробежного типа. Между тем имеют такие устройства целый ряд весомых преимуществ.

  • Элементы конструкции оборудования обладают высокой прочностью и, соответственно, более высокой надежностью.
  • При работе устройство создает низкий уровень шума и вибраций.
  • Закачивание и подача воды протекают с высокой скоростью.
  • Откачиваемое таким устройством вещество (жидкость, газ, жидкость в смеси с газом) подается в напорную магистраль с более высокой производительностью.
  • За счет исключительно качественной герметизации в рабочей камере такого насоса формируется изотермическая среда.

Современные вакуумные насосы данного типа часто оснащаются встроенным грязеотделителем, предотвращающим попадание твердых включений, содержащихся в составе откачиваемой среды, во внутреннюю камеру.

Как правильно выбрать вакуумное насосное оборудование

Современные производители предлагают множество моделей вакуумного насосного оборудования, что несколько затрудняет выбор таких устройств, активно используемых сегодня как в промышленности, так и в быту. Между тем эффективность такого оборудования во многом зависит именно от правильности его выбора, при осуществлении которого следует ориентироваться на целый ряд параметров.

Сначала следует определиться с тем, какие задачи должно будет решать выбираемое устройство. Для бытовых целей выбирают оборудование невысокой мощности, для промышленных – агрегат с соответствующими техническими характеристиками.

Насос вакуумный ВВН1-50ТМ производительностью 50 кубических метров в минуту

Основными техническими характеристиками, на которые ориентируются при выборе вакуумного насоса, являются:

  • максимальный уровень вакуума, который способно создавать такое оборудование;
  • скорость, с которой устройство создает вакуум в замкнутом объеме;
  • начальное давление (так называемый предварительный вакуум);
  • максимальное значение выпускного давления;
  • производительность, с которой способно работать выбираемое оборудование.

Основные технические параметры насосных агрегатов ВВН

Начальным называют давление, которое создается на выходе из насоса в самом начале его функционирования. Максимальным считается такой уровень создаваемого насосом вакуума, при котором оборудование функционирует со своей номинальной производительностью. Максимальным выпускным называют наибольшее значение давления, создаваемого в напорном патрубке. Следует иметь в виду, что некоторые модели вакуумных насосов не способны выводить в атмосферу газ или воздух, который они откачали из закрытого объема. Для нормального функционирования таких насосов к их напорной магистрали подсоединяют форвакуумные устройства. Все перечисленные выше типы давления, как правило, измеряются в Па.

Вакуумный насос с электрическим двигателем и трубчатым ресивером, используемый для откачки воздуха при безанкерном закреплении бурильных установок

Скорость, с которой вакуумный насос откачивает воздух или газ, указывает на то, какой объем откачиваемой среды пройдет через выпускной патрубок при нормальном уровне давления. Производительность, с которой работает вакуумная помпа, рассчитать достаточно просто, для чего необходимо умножить значение скорости работы устройства на значение давления, при котором такая работа осуществляется.

При выборе вакуумного насоса также следует учитывать конструктивные особенности такого оборудования. От данного параметра, в частности, будет зависеть, насколько простыми будут эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт вакуумного насоса. Кроме того, надо обратить внимание на такие характеристики выбираемого оборудования, как число оборотов; мощность, которую потребляет приводной двигатель; количество ступеней откачки; объем используемой рабочей жидкости и ее расход, а также размеры и вес устройства.

Принцип работы вакуумного насоса

Вакуумный насос представляет собой оборудование, которое используется для откачки и удаления паров или газов до заданного уровня давления. Последний еще называется сантехническим вакуумом.

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.

Читайте также:
Композитная арматура – отзыв о современном строительном материале

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.

Особенности работы

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.

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.
Читайте также:
Как правильно хранить брус на участке

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.

Принцип работы помпы для откачки воздуха

С помощью этих устройств устраняют воздух из герметичных емкостей. Это способствует изменению объема полостей замкнутой системы и создается вакуум. Способ откачивания у разных агрегатов отличается.

Работа большинства приборов основана на принципе вытеснения. Поэтому их производительность зависит от герметичности камеры. Чтобы улучшить этот показатель прибегают к технологии уплотнения.

В приборах есть механический фильтр, не допускающий проникновение пыли и мелких элементов внутрь. Приборы работают на основании трех этапов с использованием отдельных масляных, воздушных и выхлопных фильтров.

Второй вид рассчитан на всасываемый воздух, а третий используется, чтобы убрать масляные пары из выхлопных газов.

Насосы для откачки воздуха из герметичных емкостей помогают избавиться от лишнего воздуха и снизить давление. При этом он отделяет определенное количество воздуха и перемещает его к патрубку.

Существующие разновидности вакуумных насосов

Лопастные

Производительность таких устройств выше, чем у насосов другого типа. Они небольшие и компактные, подходят для создания вакуума среднего уровня и улавливают пары еще до их соприкосновения с насосом.

Работают ротационные лопастные насосы на масле. За его счет достигается идеальная герметичность. Оно смазывает движущиеся детали и обеспечивает достаточный уровень теплоотдачи, чтобы вакуумный насос охладился.

Они отличаются:

  • Доступной стоимостью;
  • Удобством в использовании;
  • Высокой производительностью и уровнем вакуума около 1000 мбар.

Но для нормального функционирования устройства не обойтись без регулярного техобслуживания. Особенно важно контролировать количество масла, иначе детали быстро износятся. Менять масло следует после 3000 часов использования.

Мембранные

Они проявляют повышенную устойчивость к агрессивной среде. Поэтому их можно использовать для работы с кислотой, вязкими и коррозионными веществами.

Благодаря этой особенности устройства активно используют в производстве продуктов питания и косметических средств. Они помогают перекачивать жидкости, кремы и гели, а также помогают обрабатывать летучие соединения.

Мембранные насосы относятся к сухим насосам. Поэтому они не нуждаются в использовании смазочных жидкостей, а стоимость обслуживания будет ниже, чем в случае с лопастными. Приборы этого типа могут длительное время работать без перерыва, но с низким уровнем вакуума, по сравнению с ротационными насосами.

Жидкокольцевые

Их работа основана на подаче жидкости, высушивающейся на стенках насоса. При этом образуется кольцо, обеспечивающее оптимальный уровень герметичности.

Выбрать жидкокольцевой насос следует за такие особенности:

  1. Это сухой насос.
  2. Обладает повышенной устойчивостью к коррозии.
  3. Повышенную мощность.
  4. Большие габариты.

Они малочувствительны к прохождению жидкостей, твердых частиц и паров. Их можно использовать во время работы с веществами, склонными к взрыву или чувствительными к высоким температурам.

В случае максимального расхода в 30000 м3/ч одновременно снижается и увеличивается давление.

Турбомолекулярные

Они способны достигать высокого давления, а расход колеблется в пределах 50-5000 л/с. Функциональные особенности таких насосов напоминают компрессор. Двигатель заставляет лопасти быстро вращаться и вытолкнуть достаточное количество воздушной смеси.

Агрегаты незаменимы для работы магнитных подшипников. Они помогают достичь оптимальной скорости вращения. Турбомолекулярные устройства функционируют без использования масла. Из-за сложности конструкции стоимость устройств повышенная, и владелец дополнительно тратит деньги на особое обслуживание. Откачка зависит от типа газа. Процесс замедляется, если возникла необходимость в удалении легких газов.

Водокольцевой вакуумный насос. Принцип работы ВВН двойного действия

Рисунок 2. Схема ВВН двойного действия

1 – рабочее лопаточное колесо; 2 – корпус с овальным в сечением; 3 – жидкостное кольцо; 4 – окна всасывания; 5 – окна нагнетания; 6 – мертвый (защемленный) объем

ВВН двойного действия (рис.2) работает так же, как и простого. Отличие заключается в том, что оси колеса 1 и корпуса 2, выполненного форме овального цилиндра, совпадают. Когда колесо вращается, внутренняя поверхность водяного кольца принимает форму овала 3 – и получается две полости. Из-за чего делается по два окна всасывания 4 и нагнетания 5.

Если вы подумали, что при прочих равных условиях быстрота действия этого ВВН должна быть в два раза больше, чем простого, то теоретически вы, конечно, правы, а на практике ошиблись. Из-за перемещения газа в мертвом объеме 6 обратно на всасывание и перетеканий через торцевые зазоры быстрота действия увеличивается всего в 1,4…1,5 раз. Зато овальная форма корпуса усложняет конструкцию, из-за чего увеличивается цена, и увеличивает вероятность разрыва потока вращающейся жидкости. Поэтому такая конструкция используется редко.

Преимущества и недостатки водокольцевых вакуумных насосов

  • в водокольцевом вакуумном насосе, принцип действия которого подразумевает теплообмен между жидкостью в кольце и газом, сжатие можно считать изотермическим (нагретая вода отводится и электронасосом подается холодная);
  • активный теплообмен с жидкостью дает возможность откачивать полимеризующиеся, быстроразлагающиеся или воспламеняющиеся газы;
  • простая конструкция обеспечивает высокую надежность при эксплуатации;
  • водяное кольцо, главная особенность этого устройства, делает его нечувствительным к загрязнениям откачиваемого газа парами, пылью, твердыми частицами, капельной жидкостью и т.д.;
  • если вместо воды подобрать жидкость с нужными свойствами, то ЖКВН легко справляется с откачкой агрессивных газов, благодаря чему нашел применение в химической промышленности;
  • ВВН не загрязняет откачиваемый газ масляным паром, так как в проточной части отсутствуют трущиеся элементы, для обеспечения подвижности которых необходима смазка, как, например, в пластинчато-роторном ВН; роль уплотнителя зазоров также выполняет вода.
  • большие энергозатраты на вращение кольца воды;
  • только низкий вакуум (высокое предельное остаточное давление даже для двухступенчатых конструкций 1..10 кПа);
  • большой размер из-за малой величины окружной скорости на конце лопаток роторного колеса.

Вакуумные насосы – устройство, принцип работы, виды и изготовление своими руками

Сегодня технологии создания вакуума применяются в различных сферах жизнедеятельности человека. Для этого используются специальные вакуумные насосы, конструктивные особенности которых могут отличаться, в зависимости от потребностей владельцев. Ниже изучим принцип работы вакуумных агрегатов, их классификацию и области эксплуатации.

Читайте также:
Как сделать орехокол своими руками

Устройство вакуумного насоса

В отличие от насосного оборудования других видов, вакуумный насос обладает более сложной конструкцией. Он состоит из таких элементов:

  • Масляный сепаратор;
  • Резервуар для масла;
  • Газобалластный клапан;
  • Рабочая камера.

В большинстве случаев материалом для изготовления элементов вакуумных насосов служит металл – нержавеющая сталь или алюминий. Некоторые модели, используемые на производстве, выполнены из чугуна, что придает оборудованию прочности и значительно утяжеляет его.

Главным требованием, которое предъявляют к устройству вакуумного насоса, является его герметичность. Поэтому в конструкции прибора находится большое количество прокладок и втулок. Каждая резиновая прокладка защищает конструкцию от протечек масла и попадания внутрь прибора жидкости.

Принцип работы вакуумного насоса

Принцип работы вакуумного оборудования не так прост, как может показаться на первый взгляд. Большинство агрегатов функционируют по принципу вытеснения, чем сильно напоминают эксплуатацию объемных приборов.

Суть работы вакуумного насоса сводится к тому, чтобы понизить давление внутри замкнутого пространства. При чем, сделать это насос должен за определенное время. Последовательность этих условий должна быть сохранена в четко заданном порядке. К примеру, агрегат выполнит забор определенного количества газа, но, если он не понизит давление, то какого-либо результата от эксплуатации прибора не будет. С удалением газов воды и паров, внутренние полости насоса меняются в объеме. В результате этого молекулы перекачиваемого вещества выталкиваются в нужном направлении.

Такой принцип действия вакуумных насосов наиболее эффективен, что позволяет получать высокую производительность агрегата при минимальном потреблении энергии.

Области применения вакуумного оборудования

Изобретение агрегатов для вакуумирования позволило человеку решить массу проблем. Сегодня вакуумные насосы успешно используются во многих сферах, среди которых можно выделить:

  • Защита окружающей среды – для этого применяются приборы с очистным фильтром и контейнерами. Они отличаются компактностью и низким уровнем шума;
  • Полиграфия – в этой сфере применяется водоструйный насос, помогающий при копировании, сканировании и подготовке изображений;
  • Пищевая промышленность – в этой области промышленные насосы эксплуатируются для подготовки фруктов, овощей и мясных изделий, а также для их дальнейшей расфасовки по вакуумным контейнерам;
  • Медицина – в этой отрасли применяются мини-вакуумные приборы и трубки для дыхательных путей и откачивания крови;
  • Химическая промышленность – здесь форвакуумный насос используется для сжатия газов, а также перегонки веществ и продуктов их распада;
  • В хозяйстве – в этой отрасли используется фекальный вакуумный насос, который быстро справиться с очисткой выгребных ям и других резервуаров с нечистотами.
  • В спасательных службах – в этой области используется шиберный насос, обладающий высокой мощностью и сравнительно крупными габаритами. Он позволяет выкачивать воду для обслуживания автомобилей, применяемых для пожаротушения.

Вакуумные насосы также нередко используются в строительстве, фармакологии и на нефтедобывающем производстве. Они выкачивают газообразные вещества, очищая основной продукт от посторонних примесей.

Виды вакуумных насосов – классификация оборудования

В связи с большим распространением вакуумных насосов, они могут отличаться между собой конструкцией и некоторыми другими особенностями. Среди наиболее часто используемых агрегатов следует выделить:

  • Пластинчато-роторные насосы – эти приборы делятся на масляные и безмасляные устройства. В первом случае рабочая поверхность пластинчато-роторного насоса смазывается специальным вакуумным составом. Во втором случае смазка не требуется. Рабочая камера пластинчато-роторного насоса состоит из двух секций с разным объемом. Движение лопастей и ротора регулирует циркуляцию газа по принципу замещения по очереди внутри каждого отсека. Перемещение газа из одной камеры воздушно-вакуумного насоса в другую способствует открыванию обратного клапана, сквозь который газ попадает внутрь камеры всасывания. Вакуумный насос для воды такого рода может быть одно- и двухроторным. Второй вариант отличается более высокой производительностью, однако потребляет больше электроэнергии;
  • Водокольцевые насосы – эти механические устройства очень напоминают приборы первого типа. В их конструкции давление понижается за счет ротора, вращающегося в жидкости. При этом жидкая среда должна регулярно попадать в прибор. Водокольцевой насос обладает массой преимуществ: простотой конструкции, высокой эффективностью и хорошими техническими характеристиками. Такой вакуумный водяной насос требует регулярного обслуживания, что считается его главным минусом;
  • Мембранно-поршневые насосы – в этих приборах поршень приводится в действия посредством вала электрического мотора, соединенного с шатуном при помощи эксцентрика. Поршневой насос чаще всего используется для дома. Он отличается бесшумностью и низким потреблением электроэнергии. При этом каждый бытовой насос мембранного типа показывает высокую производительность и обладает скромными габаритами, что позволяет использовать его для откачки воды из узких резервуаров.
  • Винтовые насосы – эти агрегаты отличаются тем, что не требуют монтажа компрессора и для их работы не нужно использовать масло. Винтовой насос отличается небольшими габаритами и достаточно высокой производительностью. Нередко в продаже можно найти ручной агрегат, который может использоваться исключительно для выкачивания небольших объемов чистой воды. Винтовой агрегат может быть одноступенчатым и двухступенчатым – второй вариант отличается большими размерами и более высокой мощностью;
  • Вихревые насосы – эти приборы могут быть эжекторными или пароэжекторными. Вихревой агрегат используется для поднятия воды из глубоких скважин. Эжекторный прибор отличается длительными сроками эксплуатации, однако потребляет значительное количество электроэнергии, что делает невыгодным его использование в быту. Пароэжекторный насос применяется исключительно в химической промышленности.


Помимо мембранно-поршневого агрегата, в быту также нередко используется и водокольцевой насос. Однако он не отличается длительными сроками эксплуатации, что не позволяет регулярно применять его для воды из скважины большого объема.

Как сделать вакуумный насос – подготовка и план работ

Изготовить агрегат для использования в быту своими руками достаточно просто. Хорошим вариантом самодельного прибора станет вакуумный насос из компрессора от холодильника. Для изготовления потребуется подготовить:

  • Компрессор от холодильника;
  • Фольга из латуни;
  • Стальной уголок, размером 2,5×2,5 см;
  • Устойчивые к воздействию масел трубки;
  • Кусок линолеума;
  • Сварочный аппарат и плоскогубцы;
  • Паяльник и ножовка для работы с металлом.
Читайте также:
Как чистить грибы в домашних условиях

Процесс изготовления насоса своими руками выглядит следующим образом:

  1. Вначале потребуется спилить верхнюю часть компрессора ножовкой;
  2. Далее нужно извлечь мотор, подвешенный на пружинах внутри корпуса;
  3. После этого необходимо соединить медные трубки из корпуса с подготовленными трубками, имеющими устойчивость к маслу. При этом трубки должны состыковаться с плюсом и минусом на моторе. Лишние части потребуется срезать;
  4. Разрезанный корпус нужно оборудовать крышкой. В закрытом положении между крышкой и корпусом должны оставаться открытые стыки, чтобы масло могло стекать вниз. Крышку лучше всего изготовить из фольги, применив паяльник. Внешнюю часть элемента нужно обить линолеумом, а к внутренней поверхности прикрепить ребра жесткости.


Вакуумный насос из компрессора, изготовленный своими руками, прослужит длительное время и будет незаменимым помощником в быту. Благодаря простоте конструкции из подручных материалов, владельцу будет очень просто выполнить ремонт, не покупая дорогостоящие запчасти.

Какое масло заливать в вакуумный насос – советы специалистов

Как ручной, так и промышленный вакуумный насос, требует замены масла. Оно играет роль смазки агрегата, не давая стираться ротору и поршням устройства. Несмотря на столь важную функцию прибора, далеко не все владельцы вакуумного оборудования знают, какой именно состав заливать в насос. Чтобы выбрать подходящую смазку, требуется соблюдать ряд важных правил:

  • Необходимо покупать только то масло, которое не вступает в реакцию с химическими веществами;
  • Масло должно обладать повышенной термической стойкостью;
  • Окисляемость масла должна быть на минимальном уровне;
  • Смазка должна обладать сопротивлением к высыханию.

Далеко не все современные масла обладают всеми этими свойствами. Поэтому покупателю, скорее всего, придется изучить сразу несколько вариантов, прежде, чем он подберет оптимальное средство. В противном случае несоблюдение этих правил приведет к скорой замене вакуумного насоса.

Как проверить вакуумный насос?

Единственной проблемой, которая может возникнуть с вакуумным насосом, является его частичная или полная разгерметизация. Нередко это случается в связи с износом основных элементов прибора. Проверку насоса можно осуществить, как с работающим, так и с заглушенным мотором. Действовать следует по такому принципу:

  • Отключите прибор. После этого прислушайтесь, нет ли шипения, которое может создавать выходящий наружу воздух. Если никаких звуков нет, значит, все в порядке;
  • Запустите насос. Так как шипящего звука слышно не будет из-за звуков от работающего прибора, то потребуется приложить тонкую ткань. С ее помощью удастся понять, не выходит ли воздух из устройства.

Выполнив эти нехитрые процедуры, владелец насоса сможет определить неисправности прибора и необходимость в его дальнейшем ремонте.

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.

Читайте также:
Машина для забивания свай: виды техники и использование

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

Вакуумный насос

Вакуумный насос — устройство, служащее для удаления (откачки) газов или паров до определённого уровня давления (технического вакуума).

Содержание

История развития вакуумной техники

Началом научного этапа в развитии вакуумной техники можно считать 1643 г., когда Торричелли впервые измерил атмосферное давление. Около 1650 года Отто фон Герике (Otto von Guericke) изобретает механический поршневой насос с водяным уплотнителем. Изучалось поведение различных систем и живых организмов в вакууме.

Наконец, во второй половине XIX в. человечество шагнуло в технологический этап создания вакуумных приборов и техники. Это было связано с изобретением ртутно-поршневого насоса в 1862 году и потребностью в вакуумировании со стороны нарождающейся электроламповой промышленности. Начинают изобретаться такие вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Дж. Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913); манометры: компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой (М. Пирани, 1909), ионизационный (О. Бакли, 1916).

В СССР становление вакуумной техники началось с организации вакуумной лаборатории на ленинградском заводе «Светлана». Началось бурное развитие электроники и новых методов физики.

Принципы работы

Объёмные насосы осуществляют откачку за счёт периодического изменения объёма рабочей камеры. В основном они используются для получения предварительного разрежения. К ним относятся поршневые, жидкостно-кольцевые, ротационные (вращательные). Наибольшее распространение в вакуумной технике получили вращательные насосы.

К высоковакуумным механическим насосам относятся: пароструйные насосы (парортутные и паромасляные), турбомолекулярные насосы. Молекулярные насосы осуществляют откачку за счёт передачи молекулам газа количества движения от твёрдой, жидкой или парообразной быстродвижущейся поверхности. К ним относятся водоструйные, эжекторные, диффузионные молекулярные насосы с одинаковым направлением движения откачивающей поверхности и молекул газа и турбомолекулярные насосы с взаимно перпендикулярным движением твёрдых поверхностей и откачиваемого газа.

Читайте также:
Конденсаторная точечная сварка своими руками схема

Классификация

Вакуумные насосы классифицируют как по типу вакуума, так и по устройству. Область давлений, с которой имеет дело вакуумная техника , охватывает диапазон от 10 5 до 10 −12 Па. Степень вакуума характеризуется коэффициентом Кнудсена , величина которого определяется отношением средней длины свободного пробега молекул газа к линейному эффективному размеру вакуумного элемента Lэф. Эффективными размерами могут быть расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами прибора.

Вакуумные насосы по назначению подразделяются на сверхвысоковакуумные, высоковакуумные, средневакуумные и низковакуумные, а в зависимости от принципа действия — на механические и физико-химические. Условно весь диапазон давлений для реальных размеров вакуумных приборов может быть разделён на поддиапазоны следующим образом:

  • Низкий вакуум λ Kn ≤ 5·10 −3 Давление 10 5 …10 2 Па (10 3 …10 0 мм рт.ст.)
  • Средний вакуум λ ≥ Lэф 5·10 −3 Давление 10 2 …10 −1 Па (10 0 …10 −3 мм рт.ст.)
  • Высокий вакуум λ > Lэф Kn ≥ 1.5 Давление 10 −1 …10 −5 Па (10 −3 …10 −7 мм рт.ст.)
  • Сверхвысокий вакуум λ >> Lэф Kn >> 1.5 Давление 10 −5 Па и ниже (10 −7 …10 −11 мм рт.ст.)

Классификация насосов по конструктивному признаку

  • Механические
    • Поршневые (в том числе ртутно-поршневые)
    • Диафрагменные
    • Пластинчато-роторные (в том числе водокольцевые)
    • Винтовые
    • Рутса
    • Золотниковые
    • Спиральные
  • Магниторазрядные
  • Струйные
    • Паромасленные диффузионные
    • Паромасленные бустерные
  • Сорбционные
  • Криогенные

Вакуумные насосы также делят по физическим принципам их работы на газопереносные насосы и газосвязывающие насосы. Газопереносные насосы транспортируют частицы либо через некий рабочий объем (Поршневые насосы), либо путем передачи механического импульса частице (за счет столкновения). Некоторые насосы нуждаются в молекулярном течении переносимого вещества, другие — в ламинарном. Механические насосы подразделяются на объёмные и молекулярные.

Применения

Для получения той или иной степени вакуума требуются соответствующие насосы или их комбинация. Выбор насоса определяется родом и количеством пропускаемых насосом газов и диапазоном рабочих давлений насоса и его параметрами. Не существует такого насоса, с помощью которого можно было бы обеспечить получение вакуума во всем диапазоне давлений с приемлемой эффективностью.

  • Викифицировать статью.
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Александро-Невский собор (Таллин)
  • Bogshed

Полезное

Смотреть что такое “Вакуумный насос” в других словарях:

ВАКУУМНЫЙ НАСОС — устройство для удаления газов и паров из замкнутого объёма с целью получения вакуума. В. н. делятся на проточные, к рые удаляют газ из откачиваемого объёма наружу, и сорбционные, связывающие газ внутри насоса. Существуют также спец.… … Физическая энциклопедия

ВАКУУМНЫЙ НАСОС — ВАКУУМНЫЙ НАСОС, устройство для откачивания воздуха из замкнутого пространства. При этом создается частичный ВАКУУМ. В простейшем вакуумном насосе вода или пар поступают в камеру, вытесняя воздух, и таким образом создается частичный вакуум.… … Научно-технический энциклопедический словарь

ВАКУУМНЫЙ НАСОС — служит для удаления (откачки) газов или паров из замкнутого объема (системы) с целью получения в нем вакуума. Основные типы вакуумных насосов: механические, струйные, сорбционные, криогенные … Большой Энциклопедический словарь

вакуумный насос — Устройство, предназначенное для создания, повышения и поддержания вакуума. [ГОСТ 5197 85] Тематики вакуумная техника EN vacuum pump DE Vakuumpumpe FR pompe à vide … Справочник технического переводчика

ВАКУУМНЫЙ НАСОС — устройство, предназначенное для создания, повышения и поддержания вакуума. Различают В. н.: форвакуумные, бустерные, высоковакуумные, сверхвысоковакуумные. Основные характеристики В. н.: предельное остаточное давление (Па) и быстрота действия… … Большая политехническая энциклопедия

вакуумный насос — устройство, предназначенное для удаления (откачки) газов или паров из замкнутого объёма (системы) с целью получения в нём вакуума. Основные характеристики вакуумных насосов: предельное давление (остаточное давление или предельный вакуум);… … Энциклопедия техники

вакуумный насос — 3.2 вакуумный насос (vacuum pump): Устройство, предназначенное для создания, повышения и поддержания вакуума. Источник: ГОСТ Р 52615 2006: Компрессоры и вакуумные насосы. Требования безопасности. Часть 2. Вакуумные насосы … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

вакуумный насос — [vacuum pump] аппарат для удаления (откачки) газов или паров из замкнутого объема (системы) с целью получения в нем вакуума: обычного (до 5 мм рт. ст.), среднего или форвакуума (до 10 3 мм рт. ст.), глубокого ( Энциклопедический словарь по металлургии

вакуумный насос — служит для удаления (откачки) газов или паров из замкнутого объёма (системы) с целью получения в нём вакуума. Основные типы вакуумных насосов: механические, струйные, сорбционные, криогенные. * * * ВАКУУМНЫЙ НАСОС ВАКУУМНЫЙ НАСОС, служит для… … Энциклопедический словарь

вакуумный насос — vakuuminis siurblys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. vacuum pump vok. Vakuumpumpe, f rus. вакуумный насос, m pranc. pompe à vide, f; pompe d aspiration, f … Automatikos terminų žodynas

Виды вакуумных насосов и их принцип работы

В различных сферах человеческой деятельности требуется создание вакуума. Этот термин характеризует состояние газовой фазы, давление которой ниже атмосферного. Он измеряется в миллиметрах ртутного столба или паскалях. Разрежение газов происходит при принудительном удалении вещества из устройств, имеющих ограниченный объем. Техническое приспособление, предназначенное для этих целей, называется вакуумным насосом. Он может использоваться самостоятельно или входить в более сложные системы.

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.
Читайте также:
Канализационная насосная станция (КНС): виды, принцип работы, выбор

Принцип работы вакуумных насосов

Вакуум создается при механическом удалении вещества из замкнутого пространства. Технически это реализуется различными способами. Принцип работы вакуумного насоса струйного типа основан на уносе молекул газа потоком воды или пара, вылетающим с высокой скоростью из сопла эжектора. Его схема предусматривает подключение бокового патрубка, в котором создается разрежение.

Преимуществом такой конструкции является отсутствие движущихся деталей, а недостатком – перемешивание веществ и низкий КПД.

В технике наибольшее распространение получили механические агрегаты. Работа вакуумного насоса с вращающейся или движущейся возвратно-поступательно основной деталью заключается в периодическом создании внутри корпуса расширяющегося пространства, заполнении его газом из приемного патрубка с последующим выталкиванием через выходное отверстие. Конструктивное устройство вакуумного насоса при этом может быть самым разнообразным.

Основные разновидности вакуумных насосов

При изготовлении устройств для создания вакуума используются металлические и пластмассовые материалы, устойчивые к химическому воздействию перекачиваемой среды и обладающие достаточной механической прочностью. Большое внимание уделяется точности подгонки узлов и герметичности контакта поверхностей, исключающей обратный проскок газов. Здесь приводится перечень основных видов вакуумных насосов, различающихся между собой конструкцией и принципом действия.

Водокольцевые

Водокольцевой вакуумный насос является одним из вариантов жидкостно-кольцевых агрегатов, используя для создания разрежения циркуляцию чистой воды. Он имеет вид цилиндра с оснащенным лопатками ротором, вращающимся на смещенном от центра валу. Перед началом работы его заполняют жидкостью.

При пуске двигателя крыльчатка разгоняет воду по внутренним стенкам корпуса. Между ней и ротором образуется серповидная область вакуума. В нее устремляется газ из приемного патрубка насоса. Движущиеся лопатки перемещают его вдоль вала и выбрасывают через выходное отверстие. Агрегаты этого типа часто применяются еще и для частичной очистки газа за счет его интенсивного контакта с водой.

Использование жидкости в качестве рабочего органа дает множество преимуществ.

  1. Вода, вращающаяся в пространстве между ротором и корпусом насоса, исключает вероятность обратного проскока газов, заменяя собой уплотнения и снижая требования к точности изготовления деталей.
  2. Все вращающиеся части насоса постоянно омываются жидкостью, что уменьшает трение и улучшает теплосъем.
  3. Такие устройства редко требуют ремонта, имеют длительный срок службы и потребляют минимум электроэнергии.
  4. Работа с газами, содержащими капли воды и мелкие механические примеси, не оказывает негативного влияния на техническое состояние оборудования.

Последнее обстоятельство важно при использовании таких насосов для откачки воздуха из емкостей, содержащих влагу. Их применяют для кондиционеров и иных холодильных установок при вакуумировании системы перед заполнением их фреоном.

Пластинчато-роторные

Такие насосы имеют цилиндрический корпус с тщательно отшлифованной внутренней поверхностью и расположенный внутри него ротор. Их оси не совпадают, поэтому боковой зазор имеет разную величину. В состав ротора входят специальные подвижные пластины, которые прижимаются пружинами к корпусу и делят свободное пространство на сектора переменного объема. При включении двигателя газы приходят в движение так, что в приемном патрубке всегда создается разрежение, а в напорном – избыточное давление.

Для уменьшения трения пластины изготавливаются из антифрикционных материалов или применяются специальные маловязкие масла. Насосы этого типа способны создавать достаточно сильный вакуум, но они чувствительны к чистоте перекачиваемой жидкости или газа, требуют регулярной чистки и загрязняют продукт следами смазки.

Мембранно-поршневые

Рабочим органом насосов данного принципа действия служит гибкая мембрана, связанная с рычажным механизмом. Она изготавливается из современных композитных материалов, устойчивых к механическим нагрузкам. Ее края прочно крепятся в корпусе, а центральная часть под действием электрического или пневматического привода изгибается, попеременно уменьшая и увеличивая пространство внутренней камеры.

Изменение объема сопровождается всасыванием и выталкиванием поступающих газов или жидкостей. При совместной работе в противофазе двух мембран обеспечивается непрерывный режим перекачки. Система клапанов регулирует правильное распределение и направление потоков. Механизм не имеет вращающихся или трущихся деталей, контактирующих с перекачиваемым продуктом.

К преимуществам таких насосов следует отнести:

  • отсутствие загрязнения продукта смазкой или механическими загрязнениями;
  • полную герметичность, исключающую утечки;
  • высокую экономичность;
  • легкость регулирования расхода;
  • длительную эксплуатацию в сухом режиме, которая не вредит конструкции;
  • возможность использовать пневматический привод для работы во взрывоопасной среде.

Винтовые

Принцип работы винтовых насосов основан на вытеснении жидкости или газа вдоль вращающегося винта. Они состоят из привода, одного или двух роторов винтообразной конфигурации и статора соответствующей формы. Высокая точность изготовления деталей не позволяет перекачиваемой среде проскакивать назад. В результате на выходе насоса образуется избыточное давление, а на приеме – вакуум.

Подобное оборудование из-за высоких требований к качеству изготовления стоит недешево. Его нельзя долго держать на «сухом» режиме.

Основные достоинства таких насосов:

  • равномерность расхода;
  • низкий уровень шума;
  • способность перекачки жидкости с механическими включениями.

Вихревые

Вихревые вакуумные насосы своей конструкцией напоминают центробежное оборудование. Они также имеют рабочее колесо с лопастями, вращающееся на центральном валу. Принципиальное отличие заключается в расположении приемного патрубка на внешней окружности корпуса, а не в районе центральной оси.

Минимальный зазор между крыльчаткой и корпусом обеспечивает устойчивое движение перекачиваемой жидкости в необходимом направлении. Агрегаты этого типа способны создавать достаточно высокое давление нагнетания и обладают самовсасывающим эффектом. Эти насосы просты в эксплуатации, легко ремонтируются и отлично зарекомендовали себя при перекачке газожидкостных смесей, но у них низкий КПД. Они чувствительны к попаданию механических примесей, способных привести к быстрому износу крыльчатки.

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.

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.

Важно! Компрессор холодильника не предназначен для эксплуатации во влажной среде, поэтому надо следить, чтобы на него не попадала вода.

Вакуум насос – принцип работы вакуумного насоса. Установка вакуумных насосов и особенности их конструкции.

Большинство предприятий, занимающихся производством продукции, использует в своем ассортименте вакуумное оборудование. Причина этого максимально проста и заключается она в эффективности оборудования на вакуумной основе. Нельзя сказать, что оборудование на механической основе не справляется со своими задачами, потому что это не совсем так. Но если речь все-таки идет о максимальном уровне эффективности, то лучше всего обращать свой взор на системы, работающие на вакуумной основе .

Читайте также:
Конденсаторная точечная сварка своими руками схема

Вакуум насос

Особенно хорошо это преимущество заметно на примере вакуумного насоса. Казалось бы, какая вообще разница о каком типе оборудования идет речь. Но если более серьезно углубляться в мелкие детали, то можно увидеть существенную разницу в конструкции, элементах и принципе работы различных систем.

Разновидности вакуумных насосов:

  • Пластинчато-роторный
  • Водокольцевой
  • Мембранно-поршневой

Несмотря на то, что все вышеперечисленные насосы являются вакуумными, принцип их работы очень сильно отличается друг от друга. Vacuum – это явление, позволяющее в разы увеличить работоспособность системы, соответственно сделать ее более востребованной на рынке.

Грубо говоря, вакуумный насос – это система, задача которой заключается в перекачивании определенной жидкости в разные отсеки. Но проделывать быстро подобные процедуры весьма проблематично, из-за чего в таких системах часто используется вакуум. Он является неким стимулятором, позволяющим повысить работоспособность и сделать систему более эффективной.

Еще один интересный момент, на который важно обратить внимание – это сфера применения. За последние несколько лет, большинство предприятий уже успело перейти с обычного оборудования к вакуумному.

Сейчас мы рассмотрим те направления, где вакуумные насосы используются чаще всего:

  • Металлургия
  • Полиграфия
  • Упаковочные предприятия
  • Медицина
  • Химическая промышленность

Во всех этих отраслях сейчас можно увидеть вакуумные насосы нового образца. Во многом, развитие этих отраслей обязано именно подобному оборудованию, без которого достижение определенных целей могло бы стать огромной проблемой.

Насос для создания вакуума

Вакуумный насос – это установка, которая может иметь как маленькие, так и весьма крупные габариты. Все зависит от того, какой уровень вакуума используется в процессе работы. Рынок сейчас предоставляет пользователям четыре вариации вакуумного насоса, каждая из которых работает на основе определенного уровня вакуума.

Разновидности вакуумных насосов:

  • Насосы низкого вакуума
  • Насосы среднего вакуума
  • Насосы высокого вакуума
  • Насосы сверхвысокого вакуума

Насос для создания вакуума

Если первый вакуумный насос для легких задач подойдет идеально, то, к примеру, насосов высокого вакуума использовать там нет смысла. Это говорит о том, что при покупке вакуумных насосов надо заранее подумать, для каких именно задач он приобретается и стоит ли переплачивать за более мощные системы.

Исходя из всего вышесказанного, не трудно догадаться, что насосы, работающие на вакуумной основе, являются более производительными. Но, нельзя забывать о стоимости систем таковых систем играющей далеко не самую последнюю роль. Сравнивая ценовой сегмент вакуумных насосов и обычных, можно увидеть весьма-таки внушительную разницу.

Преимущества вакуумных насосов выглядят таким образом:

  • Широкий спектр использования
  • Высокая степень надежности
  • Феноменальные показатели производительности
  • Отсутствие сбоев во время работы
  • Наличие качественного охлаждения системы

Глядя на все эти аспекты, напрашивается резонный вывод, гласящий о том, что насосы старого образца уже не столь актуальны. Лучше потратить немного больше денег, но зато взамен получить насос нового образца, который будет не только эффективным, а еще и максимально надежным.

Если же не брать во внимание производительность вакуумных насосов, то и без этого можно отметить моменты, которые так сильно ценятся среди пользователей. К числу таковых аспектов, можно отнести стабильность рабочего процесса. В отличие от насосов обычного принципа работы, вакуумные агрегаты являются более универсальными и в то же время очень стабильными.

Насосы вакуумного типа можно использовать на протяжении долгого времени, не отключая их ни на минуту. Во многом – это заслуга высококачественного охлаждения, которое позволяет избегать любых перегревов и держит внутри системы среднюю температуру без каких-либо колебаний. Это действительно очень важный аспект, так как большинство предприятий в первую очередь делают уклон на стабильность работы, которой могут похвастаться далеко не все насосы механического типа.

Принцип работы вакуумного насоса

Судя по статистике, большая часть существующих вакуумных насосов работают по принципу вытеснения. Данная технология стала применяться не так давно, но зато довольно быстро сумела завоевать свое место на большом рынке. Буквально за несколько лет, большинство производителей стали применять в своем оборудовании именно такую технологию, ссылаясь на то, что именно она является наиболее надежной и в то же время эффективной.

Сам принцип вытеснения обеспечивается за счет максимальной герметичности пространства, которое создается определенными элементами насоса. Задача насоса в этом процессе сводится к тому, чтобы как можно быстрее снизить показатель давления в замкнутом пространстве, что позволит создать нужный уровень вакуума и в дальнейшем направить его в нужное русло.

Читайте также:
Лоскутные одеяла (63 фото): детские одеяла из лоскутков в стиле «пэчворк», изделия из лоскутов для детей

Устройство вакуумного насоса не является чем-то сверхсложным, так как большинство элементов имеют весьма-таки простенькую конструкцию. Принцип работы подобных систем может иметь целый ряд отличий от других его вариаций. Причиной этому может послужить ценовой диапазон и те отрасли, где используется подобное оборудование

Главные особенности насосов вакуумного типа:

  • Активное охлаждение – система подразумевает постоянную работу охлаждения, которое справляется с нейтрализацией чрезмерных температур. Благодаря наличию охлаждения, система не перегревается, соответственно уровень эффективности находится на таком же высоком уровне.
  • Минимальный выброс масла – достигается это за счет высокого уровня герметичности, не позволяющего возникать в системе различных утечек.
  • Отсутствие шума во время работы – В отличие от механических насосов, их вакуумная вариация является еще и менее шумной. Даже при максимальной нагрузке вакуумных насосов, они не издают каких-то чересчур громких звуков либо же вибраций.
  • Максимальная производительность – Учитывая технические характеристики всех комплектующих, не трудно догадаться, что общий показатель мощности будет по-настоящему огромен.

Учитывая все вышеперечисленные моменты, становится ясно, в чем же причина столь большого спроса на подобное оборудование. Большинство компаний заинтересованы в увеличении показателей производства, а имея в своем ассортименте устройства подобного калибра, достичь таких показателей становится в разы проще.

Конструкция вакуум насосов

Разговаривая об эффективности и сфере применения вакуумного насоса нельзя не упомянуть о его конструкции. А все потому, что на этот момент стоит обращать внимание чуть ли не в первую очередь. Ведь именно от конструкции зависит производительность, габариты, разнонаправленность и прочие моменты .

Особенно это важно в процессе покупки, когда ты еще только думаешь в чем разница между вакуумными насосами и какой именной вариант выбрать для себя. Изучив конструкцию вакуумных насосов и взяв для себя какие-то важные моменты, вы сможете в разы упростить процесс подбора насоса для нужного вам направления.

Сейчас мы рассмотрим наиболее важные комплектующие вакуумных насосов:

  • Впускной масляный сепаратор
  • Клапан газобалластного типа
  • Рабочий камерный отсек
  • Масляный резервуар с отдельными помпами
  • Масляный сепаратор
  • Система охлаждения

Говоря о вышеперечисленных элементах вакуумного насоса, мы учли лишь те комплектующие, которые используются практически во всех конструкциях. Что касается уже менее важных элементов, то они могут значительно отличаться, находится в других местах, иметь иной принцип работы и тому подобное.

Конструкция вакуумной составляющей – это еще более интересный момент, ведь образование вакуума является одним из сложнейших процессов. Особенно это актуально в том случае, когда речь идет о высоком, либо же, сверхвысоком уровне вакуума. Достичь такого уровня достаточно сложно, но если система хорошо отрегулирована и содержит в себе производительные комплектующие, то это вполне реально.

Моменты, на которые сильно влияет конструкция вакуумного насоса:

  • Подача масла и качество смазки всех отдельных элементов
  • Качество воздухообмена, который не дает перегреваться системе
  • Скорость образования высокого вакуума
  • Стоимость подобного оборудования, которая формируется в соответствии с его конфигурацией
  • Надежность и стабильность рабочего процесса
  • Возможность использования насоса в различных направлениях

Это в очередной раз подтверждает тот факт, что конструкция – это один из важнейших пунктов при выборе подобной техники. Если вы всерьез заинтересовались вакуумными установками, тогда в первую очередь смотрите на конструкцию и комплектующие, а уже после этого берите во внимание все остальные моменты.

Установка вакуумного насоса

Кому-то может показаться, что покупка вакуумной установки – это уже окончательный этап, который сразу же позволит активно использовать свой новый агрегат. Во многих случаях – это именно так, но все-таки есть и исключения, о которых так же стоит знать. Если говорить о вакуумных насосах низкого вакуума, то особых проблем возникнуть не должно. Зачастую, подобные механизмы не столь габаритны и их спокойно можно перемещать из одного места в другое .

Установка вакуумного насоса

Для домашних условий это просто идеальный вариант, которого будет достаточно для того, чтобы справляться с задачами среднего уровня сложности. Но если же речь идет о крупных предприятиях, которые закупают насосы высокого или же сверхвысокого вакуума, то там уже все гораздо сложнее.

Такие системы зачастую требуют осуществления монтажа, так как они отнюдь не считаются мобильными. При этом не так важно, куда монтировать подобные установки, в рабочие станки, либо же в более крупные вакуумные системы. Гораздо важнее соблюдать все нормы подключения и следовать им без единой ошибки. Благо, интернет может с легкостью предоставить чуть ли не пошаговые инструкции по этому поводу.

Сейчас мы рассмотрим, каким моментам при подключении стоит уделять особое внимание:

  • Плотность прилегания всех элементов и отсутствие больших щелей между отдельными компонентами
  • Наличие дополнительных элементов (фланцев, шланг, адаптеров), которые так же должны быть подключены
  • Подключение всех проводов, которые должны быть подключены именно к тем разъемам, для которых они предназначены
  • Стойкость главного каркаса и отсутствие каких-либо неровностей поверхности
  • Сухость и отсутствие чрезмерной влаги в помещении, где вмонтирован данный агрегат

Как видим, монтаж вакуумной установки – это далеко не самый легкий процесс и он так же требует особого внимания. Изначально, это может показаться не столь важным, хотя на самом деле на это обращают внимание в первую очередь, так как на кону стоит безопасность всех рабочих процессов.

Устройство вакуумного типа – это механизм, работающий под огромным давлением, посему за таким оборудованием требуется особый уход. Но это сполна компенсируется стабильностью, надежностью и показателями производительности, которые достигают просто феноменальных отметок. Именно поэтому, большинство компаний и пытается как можно быстрее перейти на оборудование вакуумного образца, так как оно может быть в разы полезнее.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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