Вакуумный насос как работает

В сталеплавильном производстве вакуум применяют в различных технологических процессах, существенно отличающихся друг от друга газовыделением из металла в единицу времени, предельным допустимым давлением, объемом вакуумных камер, количеством пыли в удаляемых газах. В зависимости от конкретных условий установки комплектуются теми или иными вакуумными насосами, наиболее приспособленными для этих условий.

Важнейшими характеристиками выкуумного насоса, по которым оценивают его пригодность для данных условий, являются:

1. Быстрота действия или скорость откачки. Она определяется объемом газа, проходящим через сечение выпускного патрубка вакуумного насоса при данном давлении р. С изменением давления в системе изменяется и скорость откачки насосов. Характер зависимости скорости откачки от давления определяет целесообразность использования тех или иных насосов в требуемом диапазоне давлений.

2. Максимальное выпускное давление, т е. предельное давление на стороне выпускного патрубка вакуумного насоса, превышение которого приводит к возрастанию давления на стороне впускного патрубка. Насосы некоторых типов не могут выбрасывать откачиваемый газ в атмосферу, и для обеспечения их нормальной работы необходимо со стороны выпуска создавать предварительный вакуум (форвакуум) другими насосами. Предельный вакуум, т. е. минимальное давление, которое может быть достигнуто данным вакуумным насосом.

Принцип работы насосов разных типов в значительной мере определяется характером течения газов в диапазоне рабочих давлений насоса. В зависимости от степени разрежения течение газа может происходить в турбулентном, инерционном, вязкостном, молекулярно-вязкостном или молекулярном режимах.

В начальный момент откачки газовый поток характеризуется большой скоростью течения и наличием завихрений, т. е. его течение происходит в турбулентном режиме. С уменьшением давления и скорости течения завихрения исчезают, а режим течения определяется силами инерции газовой среды, вследствие чего его называют инерционным. При дальнейшем понижении скорости течения инерционный режим переходит в вязкостный.

При этом режиме газ у стенок почти не движется, а по мере удаления от стенок слои газа скользят друг относительно друга. Скорость потока в этом случае достигает максимума в центре трубопровода. Силами, определяющими характер движения такого потока, являются силы вязкости газа. В области низких давлений, когда длина свободного пробега молекул становится соизмеримой с диаметром трубопровода, молекулы перемещаются, почти не взаимодействуя друг с другом. При этом влияние внутреннего трения (вязкости) пропадает и поток движется в молекулярном режиме. В переходном от вязкостного к молекулярному режиме наряду с внутренним трением газа происходит и независимое (друг от друга) движение молекул.

В зависимости от диапазона давлений, в пределах которого достигается максимальная производительность, вакуумные насосы подразделяют на форвакуумные, высоковакуумные и бустерные (промежуточного разрежения).
В металлургии получили распространение вакуумные насосы, которые по принципу действия могут быть объединены в две большие группы:

• Насосы с вращающимся ротором, действие которых основано на механическом вытеснении газа, заполняющего рабочий объем, движущимися частями.
  
• Пароструйные вакуумные насосы, в которых используется эжектирующее действие струи пара рабочей жидкости в результате диффузии молекул газа в струю пара или вязкостного захвата их.

В механических вакуумных насосах возможен прорыв газа через зазоры между трущимися частями со стороны сжатия на сторону впуска. Для уплотнения зазоров и смазки трущихся деталей в насосах многих типов применяют специальное вакуумное масло. Эти насосы образуют группу механических масляных вакуумных насосов. Кроме того, имеются сухие механические насосы, в которых масло для уплотнения не применяют.

Из масляных насосов широкое применение получили пластинчатороторные, пластинчато-статорные и золотниковые насосы.

В корпусе пластинчато-роторного вакуумного насоса (рис. 1) вращается эксцентрично расположенный ротор, в пазах которого находятся две пластины пружиной пластины прижимаются к стенкам корпуса.

Точки касания пластин и ротора стенок камеры делят рабочий объем камеры на несколько частей: увеличивающийся при вращении объем впуска, уменьшающийся объем выпуска и промежуточный. В результате увеличения объема на стороне впуска создается разрежение и откачиваемый газ из камеры засасывается в вакуумный насос. На стороне выпуска газ сжимается и при давлении, превышающем давление пружины выпускного клапана, выбрасывается из насоса.

Корпус насоса погружен в бак с маслом, которое, просачиваясь в насос, уплотняет зазоры и предотвращает обратный прорыв газа.

Рисунок. 1. Устройство пластинчато-роторного вакуумного насоса: 1 — камера, 2 — бак с маслом, 3 — пластина, 4 — рабочий объем, 5 — ротор, 6 — впускной патрубок, 7 — выпускной патрубок, 8 — выпускной клапан

Одновременно масло охлаждает трущиеся части насоса и препятствует поступлению газа в насос из атмосферы.

Рисунок. 2. Устройство пластинчато статорного вакуумного насоса: 1 — камера, 2 — ротор, 3 — кожух, 4 — эксцентрик, 5 — выпускной патрубок, 6 — выхлопной клапан, 7 — пластина, 8 — впускной патрубок, 9 — впускной канал, 10 — роликовый подшипник

В пластинчато-статорных насосах (рис. 2) ротор эксцентрично насажен на ось, совпадающую с геометрической осью камеры. Точка касания ротора стенок камеры описывает при его вращении окружность. Для уменьшения трения ротор делают по типу роликового подшипника. Точка касания ротора стенок камеры и пластина, проходящая через паз в статоре и прижимаемая к ротору пружиной, делит объем рабочей камеры на объем впуска и объем выпуска. Газ засасывается на стороне впуска, сжимается и через выхлопной клапан и выхлопной патрубок выбрасывается из насоса.

Производительность всех механических вакуумных насосов определяется объемом рабочей камеры и скоростью вращения ротора. В пластинчатороторных и пластинчато-статорных насосах между подвижными частями возникают большие силы трения, что ограничивает возможную скорость вращения ротора и соответственно производительность насоса. Поэтому производительность насосов этих типов, как правило, не велика и их используют либо как вспомогательные, либо как самостоятельные для создания разрежения до 133,3-10² Па (1 X 10² мм рт. ст ) в системах с малым объемом. Из этой группы насосов наибольшее распространение получили пластинчато-роторный насос ВН-494 и пластинчато-статорные насосы ВН-461 и РВН-20.

Рисунок. 3. Схематическое изображение золотникового вакуумного насоса: 1 — цилиндрическая обойма, 2 — ротор, 3 — отверстие, 4 — золотник 5 — полый параллелепипед, 6 — выпускной клапан

Механические насосы всех типов с масляным уплотнением не приспособлены для откачки парогазовых смесей, в частности влажноговоздуха. У них к моменту открытия выпускного клапана газ сжимается и степень сжатия его может достичь 700. При этом водяной пар, если даже его парциальное давление в камере, из которой он откачивается, невелико, конденсируется, вода смешивается с маслом и вместе с ним попадает на сторону впуска там вода вновь испаряется и совершает новый кругооборот.

Рисунок. 4.Схематическое изображение многопластинчатого вакуумного насоса: 1—3 — предохранительные клапаны

Для удаления влажного воздуха масляные насосы снабжают газобалластными устройствами, с помощью которых в определенный момент в объем сжатия подается некоторое количество сухого атмосферного воздуха. За счет балластного газа открывание выпускного клапана происходит прежде, чем парциальное давление паров достигнет точки росы, и из насоса выбрасываются и газ, и пары.

Применение газобалласта уменьшает быстроту действия насосов и снижает предельный вакуум, но расширяет возможности использования насосов. В маркировку вакуумных насосов с газобалластным устройством добавляется буква Г (например ВН-6Г).

В насосах с масляным уплотнением используют специальное вакуумное масло ВМ-4 или ВМ-6, представляющее собой машинное масло, из которого в результате вакуумной перегонки удалены низкокипящие фракции. В процессе работы в местах трения из-за местных перегревов происходит разложение масла, в результате которого в нем вновь появляются легкие углеводороды. Они увеличивают упругость паров и снижают предельный вакуум, создаваемый насосом. Кроме того, вакуумное масло, способное поглощать влагу и окисляться, в процессе эксплуатации теряет первоначальные свойства. Поэтому масло в вакуумных насосах необходимо периодически заменять.

Наряду с масляными насосами в металлургических установках находят применение и сухие механические насосы.

На рис. 4 показан разрез сухого многопластинчатого вакуумного насоса. Большое число пластин, свободно перемещающихся в пазах ротора, при его вращении центробежными силами прижимается к стенкам камеры. Вследствие эксцентричного расположения ротора объем, заключенный между двумя соседними пластинами, стенками камеры и поверхностью ротора, при его вращении все время изменяется, увеличиваясь на стороне впуска и уменьшаясь на стороне выпуска. В результате этого газ сжимается, и между сторонами впуска и выпуска поддерживается перепад давлений. Для предохранения от чрезмерного сжатия газа при работе в области высоких давлений на стороне впуска в корпус вмонтированы предохранительные клапаны.

На металлургических заводах получили распространение одноступенчатые (РВН-25, РВН-50, РВН-75) и двухступенчатые (ДРВН-25, ДРВН-50, ДРВН-75) вакуумные насосы этого типа. Цифры в маркировке насоса указывают его производительность в м³/мин при вакууме 87 и 98% соответственно. Предельный вакуум, создаваемый одноступенчатыми насосами, достигает 98%, двухступенчатыми 99,5%, что соответствует 2,0—0,533-103 Па (15 и 4 мм рт. ст.).

Многопластинчатые вакуумные насосы применяют в качестве вспомогательных для быстрого удаления основного количества газа из больших объемов, а также в качестве самостоятельных в системах, не требующих большого разрежения, но отличающихся большим газовыделением.

Рисунок. 5 Принцип работы двухроторного вакуумного насоса: 1-3 — предохранительные клапаны; а, б, в — последовательные стадии всасывания и выхлопа

В последнее время все более широкое применение находят двухмоторные сухие механические насосы серии ДВН или, как их часто называют за рубежом, насосы Рута (рис. 5).

В рабочей камере такого насоса навстречу друг другу синхронно вращаются две восьмеркообразные лопасти, приводимые в движение через шестеренную передачу от общего вала. Благодаря точному исполнению и регулировке лопасти при вращении не касаются ни друг щруга, ни стенок камеры, сохраняя зазоры порядка десятых долей миллиметра отсутствий трения между движущимися частями позвляет вращать лопасти со скоростью 2500—3000 об/мин, что обеспечивает высокую производительность насосов.

При сжатии газа через неуплотненные зазоры возможен его обратный прорыв. Поэтому коэффициент сжатия газа в этих насосах, как правило, равен примерно 10—50, и давление на впуске определяется давлением выхлопа. Использование двухступенчатых насосов Рута II Комбинации с механическим масляным, подключенным последовательно со стороны выпуска, позволяет получать предельный вакуум порядка 13,33 мПа (10⁴ мм рт. ст.).

В сталеплавильных вакуумных установках широко используют и пароструйные насосы, важным преимуществом которых является отсутствие в них движущихся частей.

Рисунок. 6 Схема работы пароэжекторного насоса: 1 — впускное отверстие рабочего пара; 2 — впускной патрубок откачиваемого газа; 3 — диффузор; 4 — выпускное отверстие; 5 — воздушная камера, 6 — фланец сопла, 7 — паровое сопло; 8 — паровая камера

В связи с этим пароструйные вакуумные насосы более долговечны, как правило, характеризуются высокой производительностью, менее чувствительны к содержанию в откачиваемых газах металлургической пыли и паров воды.

Пароструйные вакуумные насосы по принципу работы в свою очередь подразделяют на пароэжекторные и диффузионные.

Принцип действия пароэжекторного вакуумного насоса основан на турбулентном захвате газа струей рабочего пара. Пар, подводимый под давлением 0,— 3,0 МПа в паровую камеру, через специальное сопло истекает в воздушную камеру. Потенциальная энергия давления пара при этом превращается в кинетическую, и струя пара в воздушной камере движется со сверхзвуковой скоростью. В результате турбулентных завихрений в движение увлекаются близлежащие слои газа. Струя пара и газ попадают в сужающуюся часть диффузора, где скорость движения еще возрастает и происходит более полное перемешивание пара и газа.

В плавно расширяющейся части диффузора движение пара и газа постепенно замедляется, и кинетическая энергия струи вновь превращается в потенциальную энергию давления. Вследствие этого между входом в диффузор и выходом из него поддерживается 4—10-кратный перепад давления. Таким образом, одноступенчатый пароэжекторный вакуумный насос с выхлопом в атмосферу позволяет создавать в воздушной камере разрежение 10,65 — 20кПа (80—150ммрт. ст.). Для получения более низких давлений вакуумный насос должен быть многоступенчатым. Широкое распространение на металлургических заводах пароструйных насосов объясняется дешевизной водяного пара, его однородностью, возможностью практически неограниченного его потребления, позволяющими проектировать пароводяные эжекторные насосы на любую требуемую скорость откачки газа — вплоть до сотен тысяч литров в секунду.

Их можно изготавливать из любых материалов и откачивать любые газы, в том числе агрессивные и загрязненные пылью, причем установка фильтров перед ними необязательна, и поэтому представляется возможность полностью использовать их производительность. Они очень дешевы и просты в эксплуатации, могут работать на бросовом отработавшем паре ТЭЦ и котельных. Для их установки в цехе не требуется дополнительных площадей, так как отдельные элементы насоса могут быть размещены по стенам, колоннам, потолкам как внутри цеха, так и снаружи его.

Рисунок. 7 Схематическое изображени пятиступенчатого пароэжекторного вакуумного насоса 1 — 5 — соответствующие ступени откачки; I — III — промежуточные конденсаторы

В многоступенчатых насосах с целью увеличения их производительности целесообразно устанавливать за эжекторной ступенью промежуточный конденсатор, в котором пар охлаждается водой и конденсируется, а газ откачивается следующей ступенью. Однако в этом случае давление, создаваемое первой ступенью, зависит от температуры воды в конденсаторе, так как давление на выхлопе не может быть меньше давления насыщенного пара охлаждающей воды в конденсаторе. При температуре воды 25—30° С это давление составляет примерно 4 кПа (30 мм рт. ст.). Следовательно, при коэффициенте сжатия 4—10 давление на входе не может быть получено менее 0,4—1,07 кПа (3—8 мм рт. ст.).

Для получения более низкого давления за первой ступенью конденсатор не устанавливают, а давление за ней обусловливается производительностью следующей ступени. Такая установка позволяет получать давление 66,6—133,3 Па (0,5—1 мм-рт. ст.). Устанавливая два, три и более ступеней без конденсации с помощью пяти-шестиступенчатых насосов, можно получать разрежение до 13,33 мПа. Но отсутствие конденсаторов существенно увеличивает расход пара.

В пароэжекторных насосных установках наибольшее распространение получили самые простые так называемые барометрические конденсаторы смешения.

Недостатком конденсаторов этого типа является необходимость отвода воды по барометрическим трубкам высотой более 10 м, обеспечивающим водяной затвор во избежание прорыва в насос атмосферного.

Рисунок. 8 Диффузионный паромасляный вакуумный насос: 1 — система водяного охлаждения корпуса; 4 — ступени сжатия, 5 — кольцевой канал для возврата масла в кипятильник; 6 — впускной патрубок; 7 — выхлопной патрубок; 8 — концентрические паропроводы, 9 — кипятильник; 10 — электроподогреватель; I — зона эжектирования газа; II — зона конденсирования паров масла; III — зона промежуточных давлений, О — газовые молекулы, — пары маславоздуха.

Поэтому эти конденсаторы необходимо размещать на высоте не менее 11 м от уровня воды в дренажном колодце.

При включении пароэжекторных насосов пар подают вначале в последнюю ступень, а затем последовательно включают остальные, заканчивая первой.

Многоступенчатые пароэжекторные насосы широко применяют в установках для внепечной дегазации стали. За рубежом пяти-шестиступенчатые вакуумные насосы, работающие при давлениях 13,33—1,33 Па, применяют и в установках дуговых и индукционных плавильных печей, а также в качестве выхлопных ступеней диффузионных насосов.

Паромасляный вакуумный насос имеет водоохлаждаемый металлический корпус в виде цилиндра с глухим днищем, в которое вставлены паропроводы с соплами. Рабочую жидкость заливают в кипятильник и она подогревается электроподогревателем. Пары жидкости поднимаются по паропроводам к соплам, выходят через них в объем насоса, конденсируются на стенках, и образующийся конденсат по стенкам стекает вниз и вновь попадает в кипятильник.

В результате постоянного испарения и конденсации рабочей жидкости между паропроводами и объемом насоса поддерживается значительный перепад давлений. Вследствие этого, а также вследствие специальной конструкции сопел пар истекает в объем корпуса насоса со сверхзвуковой скоростью. Молекулы откачиваемого газа диффундируют в струю пара, при соударении с более тяжелыми частицами пара получают направленное движение вниз и к стенкам корпуса и скапливаются в зоне конденсации пара. Там они увлекаются в движение следующей ступенью откачки, последовательно сжимаются каждой ступенью, пока не попадут в зону действия механического насоса и удалятся из диффузионного вакуумного насоса.

Предельный вакуум, создаваемый диффузионными насосами, определяется числом ступеней насоса, конструкцией сопел, типом рабочей жидкости и температурой ее нагрева. В зависимости от глубины создаваемого разрежения диффузионные насосы могут использоваться как бустерные или как высоковакуумные.

В качестве рабочих жидкостей для диффузионных вакуумных насосов, применяемых на металлургических заводах, получило распространение специальное вакуумное масло типа Г, а также марок ВМ-1, ВМ-2, ВМ-3, ВМ-5, ВМ-7, представляющее собой продукты перегонки нефти, и кремнийорганические жидкости — силиконы. Серьезными недостатками нефтяных масел является их чувствительность к перегреву и окисляемость при контакте в разогретом состоянии с воздухом. При перегреве происходит разложение масла с образованием гаммы легких углеводородов, в результате чего изменяются упругость паров и характеристики насоса. Окисление масла может вызвать осмоление насоса и резко изменить его характеристики.

Силиконовые масла более однородны по составу и выдерживают длительное нагревание на воздухе до температур 150—200° С, по­этому они более удобны для использования в диффузионных насосах. Однако использование силиконовых масел сдерживается сложностью их получения и более высокой стоимостью.
Читайте также:

• Измерение вакуума
  
• Использование вакуума в металлургии
  
• Способы вакуумирования стали
  
• Обработка стали вакуумом
  
• Удаение газов и летучих примесей

Вернуться в начало раздела: Сталь и ее внепечная обработка
Вернуться на главную: Черная металлургия

emchezgia.ru

1 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.

к меню ↑

1.1 Особенности аппаратов

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.
к меню ↑

1.2 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.
к меню ↑

1.3 Как работает вакуумный насос? (видео)

к меню ↑

1.4 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).

к меню ↑

1.5 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.
к меню ↑

1.6 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.

к меню ↑

2 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.

к меню ↑

3 Распространенные модели

к меню ↑

3.1 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.
к меню ↑

3.2 Bosch

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

3.3 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.

к меню ↑

3.4 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.
к меню ↑

3.5 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.
к меню ↑

3.6 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.

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.
к меню ↑

3.7 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.
к меню ↑

3.8 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.

nasosovnet.ru

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.

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.

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.

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.

sadovij-pomoshnik.ru

Как выбрать вакуумный насос?

Большой ассортимент оборудования для вакуумирования затрудняет покупку — разобраться в многообразии насосных установок могут только специалисты и опытные пользователи. Если же вы до сих пор не сталкивались с выбором вакуумных насосов, при поиске подходящей модели учитывайте следующие параметры:

• предельную величину рабочего давления при запуске и на выходе;
• номинальную производительность (м3/ч или л/мин) — скорость, с которой агрегат дегазирует емкость ограниченного объема;
• энергоэффективность;
• уровень потребления охлаждающей жидкости;
• параметры шума и вибрации;
• габариты и массу.

Пожалуй, главным критерием сравнения насосного оборудования является скорость откачки. Не стоит забывать, что эта характеристика — не константа, она может меняться в зависимости от давления и состава откачиваемого газа. Чтобы определить номинальную производительность вакуумного насоса максимально точно, тестирование нужно проводить в стандартных условиях. Если в производственных целях требуется создавать сверхвысокий вакуум, желательно применять несколько агрегатов разных типов. По принципу действия установки для создания технического вакуума подразделяются на сухие, мембранные, спиральные, винтовые, водокольцевые, пластинчато-роторные (одно- и двухступенчатые). Все эти агрегаты различаются технической оснасткой и сферой применения, и о большинстве из них мы поговорим подробнее после того, как разъясним: что такое вакуум, для каких целей и каким образом он создается насосными установками.

Как устроен вакуумный насос

Вакуум — среда, в которой газ содержится при давлении ниже атмосферного. Вакуумные системы применяются в ядерной физике, химии, электронике, металлургии, машиностроении, оптической промышленности. Чтобы создать разреженную среду, из отдельной конструкции или системы необходимо откачать воздух, пар, газ или парогазовые смеси. Используемый для этих целей вакуумный насос работает следующим образом: дегазирует среду за счет чередующегося изменения объема рабочей камеры. В процессе откачки молекулы пара, воздуха, газа перераспределяются в нужном направлении.

Способы элиминации газов различны у разных типов вакуумных установок, однако большинство агрегатов этой категории работают по принципу вытеснения. Величина вакуума зависит от того, насколько герметично и качественно рабочее пространство насоса, создаваемое пластинами, колесами, золотниками. Качественное оборудование в процессе работы достигает двух целей: регулирует объем газовой среды и снижает давление в герметичном пространстве до нужной отметки. Если выбранная модель дегазирует среду, но не понижает давление до требуемого уровня, можно в качестве дополнения использовать форвакуумный насос.

Производительность и остаточное давление

Выбирая вакуумный насос, эти два параметра нужно учитывать в первую очередь. От предельного остаточного давления и производительности зависят эффективность и целесообразность эксплуатации агрегата. Первая величина обозначает уровень создаваемого вакуума, то есть минимальное давление, которое может создать установка. Предельное остаточное давление, как правило, зависит от конструктивных особенностей вакуумного насоса. По уровню разрежения среды все модели подразделяются на форвакуумные, среднего вакуума, высоковакуумные.

Производительность откачки — параметр, которым определяется, как быстро агрегат выкачивает газы, пары и воздух из камеры, трубопровода, рукава или любой другой технологической емкости. Эта величина напрямую зависит от размеров рабочей камеры или компрессора. Кроме этих параметров, значение имеет потребляемая энергия — величина, показывающая, сколько электроэнергии оборудование расходует в техпроцессе. Показатель напрямую связан с производительностью.

Типы вакуумных насосов по принципу действия

Оборудование для создания технического вакуума имеет широкую сферу применения, следовательно, представлено различными моделями. В науке и промышленности чаще всего используются такие вакуумные насосы:

1. Пластинчато-роторные. Применяются для дегазации небольших закрытых систем. Рабочая камера таких установок включает два разных по объему модуля. Агрегат функционирует в сфере вакуума низкой глубины.
2. Водокольцевые. Работают в области глубокого вакуума, снижают давление благодаря вращению ротора в жидкой среде.
3. Мембранно-поршневые. Поршень воздействует на гибкую мембрану, благодаря чему газообразная среда сдавливается, давление понижается. Газ выводится за пределы оборудования.

Стоит отметить, что пластинчато-роторные модели подразделяются на одноступенчатые и двухступенчатые. Различие между ними заключается в количестве камер для откачивания воздуха. К этой же категории относятся сухие (безмасляные) насосы, функционирующие без какой-либо смазки. Они обычно используются в пищевой, типографской, фармацевтической промышленности, поскольку во время работы не загрязняют воздух парами масла. Однако у этих агрегатов есть один недостаток — их элементы могут перегреваться. Еще один востребованный вид вакуумных насосов — переносные. Они имеют компактные габариты, небольшой вес и при этом обладают высокой мощностью всасывания.

www.msht.ru