Вакуумный насос – это прибор для создания безвоздушного пространства в герметичном резервуаре посредством откачки находящихся внутри газов и паров, при этом вакуум достигается при определенных показателях давления.
Вакуумный насос
Насосная техника – это обширная категория оборудования, включающая в себя приборы, которые отличаются:
- механизмом работы;
- габаритами;
- предельно возможным давлением;
- уровнем разрежения (низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум).
Основные виды вакуумных аппаратов: волокольцевой, пластинчато-роторный, мембранный, лабораторный, поршневой и мембранно-поршневой, механический, бустерный, винтовой, спиральный, турбомолекулярный, криогенный, пароструйный, диффузионный, золотниковый, воздушно-вакуумный, кулачковый, промышленный, эжекторный, насосы типа Рутс. Отличие в этих типах заключается в устройстве самого аппарата и методе, благодаря которому происходит обработка газопаровой смеси.
Содержание:
- Вакуумный насос для откачки воздуха: принцип действия
- Насосы вакуумные - виды
- Использование вакуумного насоса
Вакуумный насос для откачки воздуха: принцип действия
Принцип действия указанных агрегатов основан на изменении объема рабочей полости прибора. Это происходит благодаря созданию внутри насоса нескольких областей с разной степенью давления. Ведущий механизм (поршневой, винтовой, лопастной и т.д.) способствует концентрации газовых молекул и их сжатию, под действием нагнетания и перепада давления паровые массы покидают сосуд – таким образом, пространство становится безвоздушным.
Вакуумный насос для откачки воздуха: принцип действия
Центральным элементом в схеме прибора, в зависимости от его типа, может быть либо вал с лопастями, либо золотник. В пароструйном насосе рабочую роль выполняет техническая жидкость, нагретая до определенной температуры.
Рассмотрим этапы работы вакуумного насоса.
1. Сначала происходит запуск оборудования. Чаще всего агрегаты снабжены электродвижком.
2. За определенный временной промежуток получается достичь требуемых показателей по снижению давления, начинает происходить нагнетание воздуха и его дальнейшее вытеснение.
3. В зависимости от того, какой тип аппарата используется, далее может произойти вывод газов в атмосферу, либо перекачка паров в другой сосуд, либо обработка воздушной смеси более мощным насосом.
Помимо основного корпуса, в схему прибора может быть интегрирована дополнительная арматура. К ней относятся:
- затворы и клапаны, которые обеспечивают безопасность и герметичность проводимых работ. Запорные и обратные клапаны препятствуют утечке парогазовой смеси из резервуара, а также при необходимости блокируют движение воздуха по внутренним магистралям;
- измерительное оборудование – манометры для определения степени разрежения (вакуумметры) и датчики;
- шланги, фланцы и арматура стандартов KF, CF и ISO, которые позволяют соединять между собой части комплексов для разрежения.
Насосная аппаратура также входит в состав промышленных машин, работающих с вакуумом. Это насосы для кондиционеров или систем вентиляторов, установок для формовки и шпонирования, а также приборы, обеспечивающие стабильную работу вакуумных прессов, столов, сушек.
Вакуумные промышленные аппараты – это надежное оборудование, которое может работать как самостоятельно, так и в составе комплексных систем по разрежению воздуха. Такие приборы, как форвакуумный насос, являются аппаратами для создания низкого или среднего уровня разрежения и обычно используются в тандеме с высокомощными устройствами. К последним относятся молекулярные, винтовые и некоторые другие типы агрегатов.
Оборудование современного типа отличается повышенным сроком эксплуатации и минимумом затрат на техническое обслуживание. Ориентируясь на предельное остаточное давление, можно сделать расчет КПД насоса. Ремонт аппаратуры для разрежения происходит редко, обычно требуется замена таких деталей, как подшипники или уплотнители – это происходит быстро и экономно. Некоторые производители насосов готовы дать гарантию в десять-двенадцать лет на бесперебойную работу своих продуктов. Заметим, что чем «моложе» модель, тем меньший уровень шума она создает и тем меньше потребляет электроэнергии.
Насосы вакуумные - виды
Помимо разделения по принципу действия, существуют классификации вакуумных насосов вне зависимости от того, какой элемент является ведущим в устройстве аппарата. Так, сегодня на российском рынке представлены масляные и безмасляные насосы.
Насосы вакуумные - виды
Масло выполняет в работе насосного оборудования сразу несколько функций. Она используется в качестве технического раствора в пароструйных агрегатах, «захватывая» и концентрируя молекулы газов. Но чаще всего масляная жидкость играет роль смазки для тех деталей оборудования, которые подвержены трению, а также используется в качестве уплотнителя, обеспечивая стопроцентную герметизацию и продлевая срок службы деталей насоса и всего прибора в целом.
Обычно масляные насосы имеют большую мощность и высокую скорость откачки, однако следует учитывать, что в некоторых областях производства допустимо только использование сухих агрегатов. Это изготовление медицинского оборудования, выпуск лекарственных средств, пищевых продуктов, напитков и контейнеров для них.
Наличие масла как основного компонента для стабильной работы прибора обязывает внедрять в схему насосов масляные фильтры и улавливатели, которые блокируют попадание молекул технического раствора в камеру и, таким образом, сохраняют обрабатываемые газы чистыми.
Также многие вакуумные аппараты могут иметь не одну рабочую ступень, а более. В зависимости от количества валов насосная техника делится на одноступенчатую и двухступенчатую. Некоторые устройства, призванные решить масштабные промышленные задачи, могут иметь более двух рабочих ступеней. Двухступенчатые насосы заключают в своей схеме пару функционирующих валов, от чего повышается производительность прибора и скорость откачки воздуха. Обычно такие мощные аппараты используют для добычи и переработки полезных ископаемых, при обработке металлов и для другой трудоемкой деятельности.
Каждая категория аппаратов для разрежения имеет свои особенности схемы функционирования. Например, один из самых распространенных и востребованных типов – пластинчато-роторный – откачивает газы, создавая мощное вращение лопастей определенной формы. Схожа схема этого прибора и водокольцевого насоса. В последнем в корпусе, где расположен вал с пластинами, вследствие их вращения и под действием центробежной силы имеющаяся внутри вода приобретает форму кольца, образуются сектора с разными давлениями, в результате чего и происходит всасывание паров.
В диафрагменных и поршневых насосах роль нагнетателя давления выполняют соответственно мембрана и поршень. Диафрагма после включения насоса начинает колебательные движения, меняя соотношение параметров давления в двух камерах, которые она разделяет. Плунжер же, двигаясь отрезками определенной длины, также меняет соотношение давлений и вытесняет газы из камеры, предварительно сильно сжимая их.
Немаловажный вопрос – это перечень газов, которые подлежат обработке в том или ином оборудовании. В этом вопросе вся насосная техника делится на пригодную и не пригодную к обработке агрессивных и коррозийных газов. Стандартный вакуумный насос обычно не пригоден для обработки веществ, вступающих в активную химическую реакцию с материалом корпуса и деталей прибора, а также для перекачивания опасных для человека смесей. Значительная часть представленного на рынке оборудования также может не обрабатывать благородные, или инертные, газы, такие как криптон, неон, аргон, ксенон и гелий. Обычно производитель в инструкции к товару четко пишет, возможно ли откачивать газы с агрессивными свойствами в данном конкретном приборе. Однако, устройство некоторых аппаратов спроектировано специально так, чтобы можно было безопасно обработать даже активные газы. К таким насосам относятся некоторые модели пластинчато-роторных агрегатов и турбомолекулярных.
Вакуумные насосы отличаются между собой по габаритам. Например, кулачковый насос по своим параметрам сильно уступает промышленному, и если последний используется на масштабных предприятиях, то такие аппараты, как кулачковый, типа Рутс, форвакуумный могут быть установлены в помещениях с ограниченной площадью. Отличаются и аппараты по внешнему виду даже в одной группе – к примеру, мощный двухступенчатый насос НВР будет больше, чем одноступенчатый механизм такой же линейки для создания низкого разрежения.
Использование вакуумного насоса
Технология использования вакуумного насоса зависит от механизма устройства, его КПД, соответствию требованиям безопасности и экологичности конкретных производств.
Использование вакуумного насоса
Сегодня область применения насосного оборудования быстро расширяется. Основная сфера применения мощных насосов – это добыча, транспортировка и переработка полезных ископаемых. В первую очередь это касается добычи нефти. Также аппараты для разрежения воздуха применяются в горнодобывающем деле, в процессе обработки металлов и в химической промышленности. Многие насосы способны работать в экстренных обстоятельствах – при перепаде температур, в полевых условиях и даже во время перебоев подачи электроэнергии, поэтому использование вакуум-техники значительно убыстряет и оптимизирует рабочие процессы.
Востребованы насосы в таких инновационных и технологичных секторах, как атомная промышленность и космические разработки, в частности, с помощью комплекса насосов можно создавать имитацию физических параметров космоса.
Среди других сфер, в которых происходит массовое использование насосов, выделяются:
- судостроение и машиностроение – разработка и выпуск автомобилей, самолетов, морских кораблей и лодок;
- производство электроприборов;
- выпуск медицинского оборудования, начиная от имплантов и заканчивая современной техникой;
- производство лекарственных препаратов;
- упаковка продуктов питания и напитков для их более долгосрочного хранения;
- производство полупроводниковых товаров, осветителей, фотоэлементов.
Для решения конкретных задач выпускаются соответствующие линейки аппаратов для разрежения: для индустриальных нужд – промышленные насосы, для проведения научных исследований – лабораторные.
Вакуумная насосная техника проходит все этапы контроля во время производства, тестируется перед выходом на рынок и соответствует мировым стандартам качества.