Такие технические изделия специально сконструированы для откачивания паров и различных газов из герметичных емкостей, чтобы создавать там параметры вакуума. Оборудование подразделяется на различные типы, что зависит от конструктивных особенностей и принципа функционирования, агрегаты активно применяются на предприятиях промышленного сектора, в сельском хозяйстве. Компактные варианты используются в исследовательских лабораториях для проведения опытов.
Содержание:
- Виды вакуумных насосов
- Устройство вакуумного насоса
- Безмасляный вакуумный насос
- Принцип работы вакуумного насоса
- Особенности конструкции ВВН
- Масляные вакуумные насосы
- Винтовой вакуумный насос
- Масло для вакуумного насоса
Виды вакуумных насосов
Они делятся на объемные и динамические, например, у поршневого агрегата основной деталью является поршень, с помощью которого можно создавать параметры высокого вакуума с остаточным давлением — 35-80 мбар независимо от условий эксплуатации. Недостатки насоса: высокий уровень шума, ограниченный расход, зависящий от объема цилиндра, вибрация. Диафрагменные или мембранные насосы создают порционные объемы за счет активного колебания диафрагмы внутри изолированного рабочего отсека. Конструкция может быть с одной или двумя ступенями, давление 200 или 18 мбар соответственно.
Пластинчато-роторные изделия могут быть масляными или сухими. Принцип действия основан на перемещении потока при помощи выдвигающихся из корпуса ротора лопастей ВВН обладают многими преимуществами, среди которых — простая конструкция, высокая эффективность и отличные технические параметры, но такие изделия требуют постоянного обновления водных ресурсов и регулярного обслуживания.
Виды вакуумных насосов
Комбинация поршневого и мембранного агрегата отличается практически бесшумной работой и низким расходом электроэнергии, но высокой скоростью нагнетания и компактными размерами.
интовые изделия могут работать без смазки, имеют компактные габариты и высокую скорость откачивания. Выпускаются модели с одной или 2-мя ступенями, отличия у них в линейных размерах и мощности.
Агрегаты вихревого класса обладают большими размерами и применяются на промышленных комплексах, где требуются большие объемы сжатого воздуха или мощная приточно-вытяжная вентиляция.
Устройство вакуумного насоса
В отличие от аналогичного оборудования другого типа такие агрегаты имеют более сложную конфигурацию и состоят из следующих компонентов:
- Маслоотделитель;
- Маслобак;
- Газобалластное устройство;
- Герметический отсек.
Для изготовления внутренних деталей насосов применяются прочные материалы на основе дюралюминия (сплава алюминия) или нержавеющей стали и их сплавов. Некоторые детали, например, поршни у аналогичных устройств изготовлены из серого чугуна, что добавляет прочность, но и утяжеляет конструкцию.
Устройство вакуумного насоса
Основное требование — максимальная герметичность, поэтому применяются прокладки, сальники или уплотнительные высокой эластичности манжеты. Главная задача — не пропускать вовнутрь пыль и влагу, а изнутри — протечки масла или газовоздушной смеси.
Безмасляный вакуумный насос
Сухие агрегаты активно применяются там, где требуется идеально чистый газовоздушный поток, вместо масла для смазки используется вода, а соприкасающиеся детали изготавливаются из прочных сортов пластика или композитных материалов. Подшипники набиваются графитовой смазкой, что хватает до замены по наработке, т. к. смазка не разжижается и не испаряется при нагревании.
Безмасляные варианты присутствуют практически во всех видах существующих вакуумных насосов, исключение составляют только пароструйные, эжекторные и паромасляные насосы из-за специфики принципа действия.
Безмасляный вакуумный насос
При помощи безмасляных изделий можно перемещать различные вещества: жидкости, пар, газ и воздушные потоки, не исключаются и агрессивные среды, например, кислоты, щелочи. Наибольшее применение такие агрегаты находят в металлургической промышленности, с их помощью стало возможным применение новых технологий по термической обработке материалов, нанесению в вакуумной среде пленочного покрытия. Проверка стойкости готовых изделий к воздействию климатических условий в камерах имитации, например, солевого тумана или абразивной обработки песком.
Принцип работы вакуумного насоса
Разряжение воздушного потока внутри устройства достигается за счет уменьшения его первоначального объема или сжатия — это основа работы любого аналогичного агрегата, например: ротационных изделий, ВВН или поршневых.
Такие насосы способны создавать предварительные параметры вакуума, поэтому в технике их называют форвакуумными. Для создания более глубоких значений искусственного разряжения применяются другие типы изделий, которые имеют другую конструкцию.
Принцип работы вакуумного насоса
К ним относятся:
- Молекулярные;
- ТМН (турбомолекулярные насосы);
- Водокольцевые, пароструйные и паромасляные;
- Диффузионные и эжекторные.
Эффективность работы агрегата зависит от объема, который устройство создает внутри и реализации его вытеснения. В некоторых случаях один насос не может понизить давление до оптимальных параметров, тогда к нему подключают последовательно другие агрегаты.
Если же нужно увеличить максимально время создания разряжения или скорость откачивания, то несколько агрегатов соединяют по параллельной схеме.
Особенности конструкции ВВН
Область пониженного давления образуется при периодическом погружении импеллера в воду, заполняющую внутренний объем изделия на две трети. Жидкости при постоянной работе устройства постоянно возобновляется, чтобы охлаждать внутренние детали. Вращение импеллера внутри устройства обеспечивает сжатие газовоздушного потока с перемещением от патрубка всасывания к линии нагнетания, затем в ресивер. Вал импеллера расположен со смещением или эксцентрично по отношению к внутреннему пространству, поэтому рабочие лопатки периодически погружаются в воду или выходят из нее и захватывают рабочий поток.
Водокольцевые вакуумные насосы обладают рядом преимуществ: невосприимчивы к загрязнениям в газовом потоке, простое устройство, где только подшипники воспринимают основные нагрузки, нет присутствия паров нефтепродуктов. Они только требуют технического обслуживания — регламентные работы и замена подшипников, а также постоянное добавление воды, что является небольшим недостатком.
Особенности конструкции ВВН
Масляные вакуумные насосы
Такие агрегаты имеют неоспоримые преимущества при точном выполнении рекомендаций производителя по особенностям эксплуатации, они способны создавать параметры вакуума на 20% выше, чем сухие аналоги, потому что масло играет роль уплотнений и не позволяет перетекать рабочему потоку через технологические зазоры со стороны сжатия. Срок их использования также намного выше, т. к. они менее подвержены возникновению коррозии во внутренних каналах.
Вакуумные насосы всех типов, которые используют различные сорта масла, не приспособлены к откачке парогазовых смесей, например, влажного воздуха, потому что его пары, даже при небольшом парциальном давлении пара в рабочем секторе, будут конденсироваться на деталях, затем смешиваться с маслом, нагревается и снова превращается в пар. Маслонаполненные агрегаты при активной работе в процессе нагревания создают масляный туман, который загрязняет рабочий поток. Для его улавливания на выходе из изделия устанавливают специальные ловушки, но они не могут полностью нейтрализовать эти пары, поэтому в магистраль поступает сжатый газ с содержанием нефтепродуктов до 3 мг/м3. Для обеспечения герметичности фланцевых соединений трубопроводов используются уплотнения из резины.
Масляные вакуумные насосы
Винтовой вакуумный насос
Одна из современных моделей от немецкого концерна Busch COBRA VR имеет на борту два винтовых вала, которые синхронно вращаются в противоположном направлении. Рабочий поток захватывается и перемещается от точки всасывания к окну нагнетания, сжатие осуществляется вдоль оси вращения. При вращении роторы никогда не соприкасаются между собой, а также винты не касаются внутренних стенок корпуса, поэтому инженеры решили не использовать смазочные материалы. Валы сбалансированы так, что при работе не создают вибрации и шума, тепловая нагрузка минимальная и охлаждение производится путем разбрызгивания дистиллированной воды. Ее объема достаточно, чтобы в процессе работы изделия обеспечить оптимальное охлаждение.
COBRA NC 2000 B VR:
- Производительность — 35 тыс. л/мин;
- Остаточное давление — 20 мбар;
- Мощность привода — 55 кВт;
- Сорость вращения — 13 тыс. об/мин;
- Уровень шума — 79 дБ;
- Габариты — 2226х880х898 мм;
- Масса — 2 т.
Винтовой вакуумный насос
Двигатели этой серии — надежно улавливают и перекачивают пары углеводородных веществ.
Масло для вакуумного насоса
Механизмы при работе требуют смазки движущихся или вращающихся частей, чтобы снизить трение, охладить детали. Для некоторых моделей производители требуют применять только определенные сорта масла, чтобы изделие работало долго и без частого ремонта.
Для правильного подбора смазки надо выполнять ряд строгих правил:
- Использовать нужно сорта, не вступающие в реакцию с перекачиваемыми веществами;
- Масло не должно реагировать на нагревание;
- Окислительные процессы смазки — минимальные;
- Процесс высыхания сведен к минимуму.
Масло для вакуумного насоса
Перечисленные свойства имеются не у всех сортов масла, поэтому пользователям лучше не экспериментировать, а применять только указанные в инструкции по эксплуатации вакуумного насоса.