Вакуумный насос для воды

Содержание

Принцип работы вакуумных насосов: разновидности, технические характеристики

Вакуумный насос для воды

Вакуумный насос для откачки воды

Вакуумный насос для воды применяется в различных промышленных сферах. В основе принципа работы лежит процесс вытеснения среды из рабочего отсека. Когда насос работает, то давление увеличивается, повышая скорость движения молекул.

Как применяют насос вакуумного типа действия в доме, и какие разновидности бывают, рассмотрим ниже.

Прогресс современных технологий позволил усовершенствовать насосы вакуумного типа, которые стали применять в промышленности, в быту в частном доме.

Где применяют насосы

Компактные габариты, специальный винт в устройстве быстро создают высокий уровень разрежения жидкости. Насосные устройства отличаются экономичностью.

Они применяются в таких областях, как:

1.во время изготовления изделий из металла, имеющих плотную структуру без спор.

2.в текстильной промышленности для ускорения процесса сушки, не превышая температуру.

3.во время фасовки молокопродуктов, когда упаковывают мясо и рыбу.

4.внутри оборудования, которое требует сухую среду.

5.для поддержания функционирования присосок вакуумного типа.

6.в лабораториях различных направлений.

7.в медицинской, сфере, фармацевтике.

Внимание! Вакуумные устройства применяют в самых различных областях.

Принцип работы вакуумного насоса

Основа работы устройства состоит из принудительного механического устранения среды из закрытой сферы. Способы работы насоса:

1.струйный тип устройства подает из трубы сбоку корпуса струю, состоящую из водных молекул или пара. Струя удаляет внутреннее вещество с большой скоростью, создавая разрежение. Положительной характеристикой конструкции считается работа без механизмов, которые движутся, это продлевает срок службы насоса. К минусам можно отнести небольшой процент КПД, также смешивание частиц среды.

2.механический тип устройства работает с помощью вращающейся конструкции, или за счет движения вперед – назад. Особенность устройства способствует созданию эффекта расширения внутренней полости, наполняя ее через приемный патрубок и выталкивая среду через трубу выпуска. Данный принцип работы используют в большинстве моделей, они имеют высокий показатель КПД.

Внимание! Все варианты работы насоса имеют свои плюсы и минусы для применения.

Разные виды насосов вакуумного типа

Насосные корпуса и детали, движущиеся внутри, изготавливают из металла, либо пластика высокой прочности. Главное их достоинство – умение противостоять агрессивным средам, которые содержатся в транспортируемых жидкостях.

Важным считается прочность конструкции, точность стыковки элементов. В результате должно образоваться герметичное соединение, потоки молекул по системе будут двигаться в одном направлении.

Выделяют несколько видов насосных устройств, у которых разный принцип функционирования.

Водокольцевой тип насоса

Чтобы образовалось разрежение внутри насоса, применяют воду. Конструкция выполнена в форме цилиндра, внутри находится ротор, имеющий лопатки, вращающиеся на валу, которые смещены от центра. Чтобы насос начал работать, его следует наполнить водой.

Устройство состоит из особого принципа действия. Как только срабатывает двигатель, с помощью крыльчатки вода рассредотачивается по стенкам внутри основной камеры для работы, образуя таким образом вакуумную среду. Из трубы приема поступает газ, затем он смешивается и выходит из выпускной трубы. Данные насосы применяют, чтобы очищать газы.

Что дает вода для работы конструкции:

1.жидкость способствует повышению герметичности устройства, не дает газу двигаться в обратную сторону.

2.вода служит для охлаждения, смачивания деталей, которые вращаются, так продлевается срок службы конструкции.

3.устройства с водой экономичны, долговечны.

4.существует возможность работы с газами совместно с частицами воды.

Внимание! Насосы применяют, чтобы перекачивать газы, которые включают примеси воды. Данный принцип работы используют в системах холодильников, кондиционеров.

Пластинчато – роторный тип насоса

Насосы имеют корпус в форме цилиндра, внутри поверхность гладкая, имеет действующий ротор. Из-за смещенной оси получается разного размера зазор сбоку.

Ротор оснащен подвижными пластинами, которые прижимаются к корпусу с помощью пружинок. Это позволяет разделить полость на секторы, у которых изменяется объем.

Двигатель приводит в движение газы, разрежая среду в трубе приема, также высокое давление на выходной трубе.

Пластины выпускают из антифрикционных материалов, применяя масла с небольшой вязкостью. Данный тип насоса образует вакуум большой силы, но устройства не устойчивы к низкому качеству среды. Насосы надо чистить периодически, вода после этой процедуры загрязняется частицами смазки.

Мембранно – поршневый насос

Внутри насоса расположена мембрана в качестве движущегося элемента. Она приводится в работу рычажным механизмом. Мембрана должна отличаться прочностью к механическим нагрузкам. К стенкам внутри насоса ее надежно прикрепляют, а в центре ее крепят на движущейся шток. Это позволяет изменять размер пространства в рабочем отсеке.

Данные типы вакуумных насосов функционируют путем затягивания, и дальнейшего выталкивания транспортируемой среды. Если совместить две подобные мембраны в противофазе, то перекачиваемая жидкость начнет двигаться в нужную сторону. В конструкцию не входят вращающиеся элементы, поэтому детали не прикасаются, не трутся между собой.

Устройства имеют свои плюсы:

1.не применяются смазки в устройстве, вещество внутри насоса не загрязнится.

2.насос гарантирует отсутствие утечек за счет высокого уровня герметичности.

3.расход можно регулировать, поэтому устройство экономично.

4.может долго функционировать на сухом ходу.

5.насосы можно использовать для транспортировки взрывоопасной среды.

Внимание! Важной деталью в насосах считается мембрана, она должна быть очень прочной, потому что постоянно двигается.

Винтовой насос

Устройство приходит в действия с помощью вращающегося винта, который находится в середине рабочей полости. Вращаясь, винт выталкивает воду.

Устройство имеет такие детали, как:

1.один или два ротора.

2.статор.

3.привод движущегося типа.

Элементы конструкции точно подогнаны друг под друга, что не дает изменяться направлению движения транспортируемой среды. Во входящей трубе появляется вакуумная среда, на выпускном патрубке образуется избыток давления.

К плюсам данного насоса относятся:

1.низкий уровень шума при работе.

2.расход среды происходит равномерно.

3.можно перекачивать жидкую среду с помощью механического привода.

Внимание! Важно осуществлять своевременную смазку элементов, которые трутся между собой.

Вихревый тип насоса

Центробежная сила лежит в основе работы устройства. Насос оснащен основным узлом в виде вращающегося на валу колеса, имеющего лопасти, и которое находится в центре. Труба для входа расположена сбоку устройства, а не около центральной оси.

Корпус и лопасти образуют небольшой зазор, что позволяет эффективно направлять жидкость в одном направлении. Устройство имеет способность повышать давление, при этом иметь самовсасывающий эффект. Насосы просты в эксплуатации, в ремонте, но имеют низкий уровень КПД. Если внутрь попадут инородные мелкие фрагменты, то лопасти могут повредиться.

Знакомство с вакуумным насосом для воды из скважины на vodatyt.ru

Вакуумный насос для воды

Широкое применение в разных отраслях промышленности получил вакуумный насос. Основным принципом его работы является вытеснение среды из рабочей камеры. В процессе работы возрастает давление и необходимая скорость перемещения молекул. Посмотрим его применение в домашнем водоснабжении. На сколько он является эффективным, какие разновидности имеет и в чем заключаются их преимущества.

Область применения

Уникальность вакуумной среды люди изучают продолжительное время.

С учетом современного технологического прогресса вакуумные установки значительно усовершенствовались, нашли широкое применение в разных областях промышленности и в устройствах бытовых приборов. За счет специального винта небольшие габариты устройства позволяют быстро создавать высокую степень разрежения среды.

Вакуумные водяные насосы считаются экономными, имеют различные сферы применения:

  • при изготовлении металлических изделий с плотной структурой без пор;
  • в производстве текстиля, для быстрой сушки без превышения температурного режима;
  • при расфасовке молочных продуктов, упаковывания мяса и рыбы;
  • в оборудовании со специальными требованиями к сухой среде;
  • для полноценной работы вакуумных присосок;
  • в научных лабораториях различного направления;
  • в фармацевтической области, медицине.

Как видим, применение вакуума имеет самое разнообразное назначение.

Принцип работы + видео обзор моделей

В основу функционала входит принудительное механическое удаление среды из ограниченного пространства. Происходит это несколькими способами:

Агрегат функционирует за счет подачи из бокового патрубка струи молекул воды либо пара, которая на большой скорости выносит находящееся вещество и создает разрежение. Плюсом данной схемы считается отсутствие движущихся элементов, что значительно увеличивает срок эксплуатации конструкции. Минусом будет смешивание компонентов и малый КПД.

В принцип работы вакуумного насоса входит вращающаяся конструкция либо возвратно-поступательного действия, которая внутри создает эффект расширения пространства путем его наполнения из приемного патрубка для последующего выталкивания через выпускной патрубок. Конструктивных решений такого принципа находится в достаточном количестве. Такие конструкции отличаются большим КПД.

Каждый из вышеописанных вариантов для дома имеет свои преимущества и недостатки.

Основные разновидности вакуумных насосов

Для создания корпусов и движущихся деталей применяется металл и прочный пластик. Важным моментом считается их устойчивость к агрессивной среде перекачивающих веществ.

Особое внимание следует уделить прочности конструкции и высокой точности подгонки всех деталей. В совокупности это позволит создать герметический контакт и направить поток молекул в едином направлении.

Рассмотрим некоторые типы вакуумных насосов, принцип их действия.

Водокольцевые

Для создания разрежающей среды используется вода. Насос выполнен в цилиндрическом виде с находящимся внутри ротором, оснащенным лопатками, которые вращаются на смещенном от центра валу. Для запуска такого агрегата его необходимо заполнить жидкостью.

Такой вакуумный насос имеет следующий принцип работы. После пуска двигателя крыльчатка рассредотачивает воду по внутренним стенкам рабочей камеры. Между ними образуется вакуумная среда. Из приемного патрубка подается газ, который перемешивается и выбрасывается в выпускной патрубок. Такие агрегаты часто используются при очистке газа.

Применение жидкости дает массу преимуществ:

  • вода усиливает герметичность конструкции, она не позволяет газу направиться в обратном направлении;
  • она охлаждает и смачивает вращающиеся элементы, уменьшая процесс трения;
  • такие агрегаты считаются экономичными и долговечными;
  • возможна работа с газами в сочетании с элементами воды.

Такой насос часто используется для перекачки газов с примесями воды. Это превосходный вариант для кондиционера, холодильника.

Пластинчато роторные

Эти насосы выполнены в цилиндрическом корпусе с гладкой внутренней поверхностью и действующим ротором. Смещенная ось позволяет получить различный боковой зазор.

На роторе установлены подвижные пластины, прижимающиеся пружинами к корпусу, за счет чего свободное пространство делится на сектора с изменяющимся объемом.

После запуска двигателя начинают передвигаться газы, образуя разрежение в приемном патрубке и избыточное давление на выходе.

При изготовлении пластин используются антифрикционные материалы либо специальные масла, имеющие малую вязкость. Такие водяные насосы способны создать сильный вакуум, однако они слишком чувствительные к качеству перекачиваемого вещества. Поэтому они требуют периодической чистки, в результате чего загрязняют воду фракциями смазки.

Мембранно поршневые

Движущим элементом такой конструкции является мембрана, движущаяся за счет рычажного механизма. Она должна иметь достаточную прочность к механическим воздействиям. По краям она надежно фиксируется к внутренним стенкам корпуса, а центральная часть крепится к движущемуся штоку. За счет этого постоянно меняется объём пространства внутри рабочей камеры.

Подобные вакуумные насосы для воды работают за счет втягивания и выталкивания перекачиваемого вещества. Совместив работу двух таких мембран в противофазе происходит движение перекачиваемого вещества в заданном направлении. Этот механизм не имеет крутящихся деталей, в нем нет эффекта трения.

К плюсам такой конструкции можно отнести:

  • нет загрязнения перекачивающегося вещества продуктами смазки;
  • герметичность конструкции полностью исключает возможную утечку;
  • обладает хорошей регулировкой расхода, отличается экономичностью;
  • возможна длительная работа в сухом режиме;
  • может применяться при работе во взрывоопасной среде.

Все зависит от прочности мембраны, которая постоянно находится в движении.

Винтовые

В основе такого вакуумного водяного насоса находится вращающийся винт, находящийся в центре рабочей камеры. При его вращении происходит выталкивание воды.

Конструкция состоит из:

  • движущегося привода;
  • одного либо двух роторов;
  • статора.

Рассмотрим, как работает данная техника. Точность подгонки деталей исключает изменение направления перекачиваемой жидкости. Таким образом, на входе образуется вакуум, а на выходе – избыточное давление. Лучшие модели в своём классе.

Преимущества конструкции:

  • небольшой шум в работе;
  • равномерный расход;
  • возможность перекачки жидкого вещества с механическим приводом.

Важно контролировать смазку трущихся деталей.

Вихревые

В их основу входит использование центробежной силы. Вакуумный насос для откачки воды имеет основной узел, которым является вращающееся на центральном валу колесо с лопастями. Входной патрубок располагается на боковой стороне корпуса, а не вблизи к центру оси.

Малый зазор между лопастями и корпусом способствует эффективному направлению движения жидкости. Такая конструкция отличается способностью нагнетания высокого давления и наличием самовсасывающего эффекта. Она простая в применении, легкая в ремонте, однако обладает низким КПД. Попадание посторонних мелких фракций приведет к механическим повреждениям лопастей. Полный обзор технологии.

Самостоятельное изготовление + видео

При дефиците семейного бюджета существует возможность сделать насос для воды собственноручно. В примитивном виде это может быть медицинский шприц либо велосипедный механический насос. Для большей производительности можно использовать компрессор старого холодильника.

Применение насоса в обустройстве частного водоснабжения значительно повысит уровень комфорта проживания в загородном доме!

Вакуумный насос: принцип работы, устройство, как подобрать

Вакуумный насос для воды

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.

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.

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.

Виды вакуумных насосов и их принцип работы

Вакуумный насос для воды

Вакуум – фаза газа, при которой давление ниже атмосферного. Газ разрежается, когда вещество принудительно откачивают из прибора с ограниченным объемом. Устройство, предназначенное для таких целей, – вакуумный насос.

Вакуумные насосы используются для образования вакуума.

Область применения вакуумных насосов

Вакуумные насосы тратят мало энергии и имеют небольшие размеры. Благодаря им быстро получается разредить среду. Устройства используют в различных отраслях:

  • химическая и нефтеперерабатывающая, чтобы поддерживать соответствующие условия для протекания реакции и разделения составов;
  • фармацевтическая, чтобы быстро сушить продукцию;
  • текстильная, чтобы сушить изделия без увеличения температуры;
  • во время дегазации металлов и прочих материалов, когда создают детали с однородной структурой;
  • пищевая отрасль – во время расфасовки продуктов из рыбы, мяса, а также молочных напитков;
  • во время вакуумирования холодильной и прочей аппаратуры, у которой повышенные критерии к отсутствию влажности;
  • для оптимальной работы автоматических конвейерных линий, где захватами выступают специальные присоски;
  • в лабораториях производственных и научных отделов;
  • в медицине во время использования дыхательных аппаратов, в кабинетах стоматологов;
  • в полиграфии, когда требуется закрепить термопленку.

Вакуумная система в промышленности.

Принцип работы вакуумных насосов

Вакуум формируется, когда механическим способом удаляют соединения из закрытого пространства. Это можно осуществить разными методами.

Функционирование насоса струйного типа базируется на выносе молекул газа с паровой либо водяной струей, которые имеют большую скорость и вылетают из эжектора. Дополнительно подключаются по бокам патрубки, чтобы создавалось разрежение.

Достоинство такого механизма заключается в том, что в нем нет двигающихся элементов. Минусы – низкий коэффициент полезного действия и перемешивание соединений.

Наиболее популярным является механический вариант устройства.

В нем основной элемент является вращающимся либо двигается возвратно-поступательно. При этом периодически создается внутри механизма пространство, которое заполняется газовой смесью из патрубка с дальнейшим его выталкиванием через отверстие выхода.

Конструкции таких насосов могут быть разными.

Принцип работы вакуумного насоса.

Основные разновидности вакуумных насосов

Во время производства устройств для формирования вакуума применяют детали из пластмассы и металлов, которые обладают устойчивостью к химическому влиянию перекачиваемых веществ. Кроме того, элементы конструкции должны обладать достаточной прочностью. Обязательно подгоняют все узлы, проверяют герметичность, чтобы поверхности не пропускали обратно газы.

Выделяют несколько типов насосов, которые используют для дома и других целей.

Водокольцевые

Водокольцевой тип вакуумного насоса представляет собой одну из разновидностей жидкостно-кольцевых устройств, которые используются, чтобы разрежать циркуляцию чистой воды.

Прибор имеет цилиндрическую форму и ротор с лопатками, который вращается с помощью вала, который смещен от центра. Перед тем как включать устройство, его наполняют жидкостью.

Когда запускается двигатель, крыльчатка разгоняет ее по стенкам корпуса. Между водой и роторным механизмом формируется серпообразная зона вакуума. В нее направляется газ из патрубка.

Лопатки направляют его вдоль вала, и он выходит через отверстие.

Подобные типы устройств используют еще для того, чтобы частично очищать газ, когда он активно контактирует с жидкостью. Дополнительно присутствуют приспособления для откачки воды.

Водокольцевой вакуумный насос.

Применение жидкости как рабочей поверхности дает следующие плюсы:

  • Вода, когда вращается внутри устройства, не дает газу возвращаться.
  • Все детали устройства, когда постоянно вращаются, омываются водой, так что уменьшается трение, снижается их температура.
  • Подобный механизм редко нуждается в ремонтных работах и обладает долгим периодом эксплуатации. Кроме того, он потребляет немного электрической энергии.
  • Контакт с газами, которые содержат капли жидкости и небольшие механические примеси, не влияет на состояние оборудования.

Последний факт особенно важен при применении подобных устройств для откачивания воздуха из емкостей, которые содержат влагу. Используют их в кондиционерах, холодильных установках перед тем, как заполнять их фреоном.

Пластинчато-роторные

Насос пластинчато-роторного типа имеет корпус в виде цилиндра. Он отшлифован внутри. Сам ротор располагается в нем, при этом оси у них не совпадают. В роторе есть специальные двигающиеся пластины. Они прижаты к корпусу пружинами, так что внутри имеется сектор с пустым пространством.

Когда включается двигатель, то газы начинают двигаться.В патрубке-приемнике всегда формируется разрежение, а в напорном механизме – избыток давления.

Чтобы трение у пластин уменьшалось, их делают из материалов антифрикционного типа, а также применяют специальные масла с малой вязкостью.

У таких насосов повышенная восприимчивость к чистоте газа или жидкости, которые перекачиваются, так что требуется периодически осуществлять очистку конструкции.

Пластинчато-роторный вакуумный насос.

Мембранно-поршневые

У мембранно-поршневых вакуумных насосов главной деталью служит гибкая мембрана, которая связана с механизмом рычагов. Его делают из материалов композитного типа, которые обладают стойкостью к нагрузкам. Края мембраны фиксируются к корпусу, а центр будет выгибаться.

К достоинствам такого механизма относится возможность использовать пневматический привод для контакта со взрывоопасными веществами, долгий срок применения, легкость регулирования расходов, экономичность, высокая герметизация, отсутствие остатков смазки и пр.

Винтовые

Функционирование винтовых вакуумных насосов основывается на том, что газ либо жидкость вытесняются вдоль вращающегося винта. Конструкция включает 1-2 ротора винтовидного типа, привод и статор.

Из-за высокого качества устройство является недешевым. К преимуществам относится то, что уровень шума невысокий и есть способность перекачивать среды, которые содержат механические включения.

Устройство винтового насоса.

Вихревые

Вакуумные устройства вихревого типа похожи на центробежные насосы и подобное оборудование. Конструкция включает колесо и лопасти, которые вращаются на валу. Отличие заключается в патрубке-приемнике. Он располагается снаружи корпуса, а не возле центральной оси.

Такие насосы просто использовать и легко ремонтировать. Но при этом специалисты указывают на то, что у них низкий коэффициент полезного действия. Кроме того, они восприимчивы к попаданию примесей механического типа.

Популярные производители

Существует множество производителей подобных насосов. Одним из самых популярных является Вакууммаш. Он производит устройства сухого механического типа, с масляными уплотнениями, водокольцевые, пароводянистые и пр.

Производитель ERSTEVAK выпускает устройства, которые формируют 1 мбар давления. Компания создает водокольцевые, вихревые и пластинчато-роторные механизмы.

Производитель BUSCH выпускает масляные и сухие устройства с разной производительностью и функциональностью. Ассортимент продукции – диффузные, турбомолекулярные, вихревые, жидкостно-кольцевые, пластинчато-роторные механизмы.

Самостоятельное изготовление вакуумного насоса

Насос можно соорудить собственноручно. Для того чтобы откачивать воздух из емкости с небольшими размерами, можно воспользоваться медицинским шприцом либо ручным насосом для велосипедов (его придется немного модернизировать). Если применяют большие емкости, то лучше всего подойдут приборы с электрическим приводом.

Для создания вакуумной конструкции рекомендуется использовать компресс от холодильника (можно воспользоваться старым). Он перекачивает газы и при небольшом изменении сможет формировать разрежение.

Алгоритм действий:

  • Обрезать ножовкой для металла 2 медные трубки, которые подходят к компрессору.
  • Демонтировать устройство вместе со схемой электропитания.
  • На патрубок из меди, который выходил из конденсатора, поместить дюритовый шланг соответствующего диаметра. Его другой край зафиксировать на вакуумируемой таре.
  • Чтобы соединение было герметичным, рекомендуется воспользоваться хомутом либо скруткой из проволоки.
  • Подключить насос к электросети.

Остается только проверить работу оборудования.

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Вакуумный насос для воды

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.

Все части прибора смазываются маслом. Оно не только облегчает их вращение, но и служит герметиком, перекрывая доступ атмосферного воздуха к системе. Также существуют безмасляные насосы.

Как понятно из названия, они не предусматривают использование масла.

Однако в силу этого такие устройства не могут обеспечить высокие значения отрицательного давления, поэтому их применяют для создания низкого и среднего вакуума.

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.

Водокольцевые насосы обычно обеспечивают низкий вакуум. Однако при использовании более эффективных рабочих жидкостей с высокой точкой кипения и охлаждению откачиваемого газа можно добиться и более низкого давления.

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:

  • 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.

Турбомолекулярные насосы требуют для работы применение форвакуумных. Они создают низкий вакуум, который впоследствии усиливает основное устройство. В качестве форвакуумного насоса может быть использован любой низковакуумный.

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 105 до 102 Па);
  • средневакуумным (от 102 до 10-1 Па);
  • высоковакуумным (от 10-1 до 10-5 Па);
  • сверхвысокого вакуума (обеспечивает давление ниже 10-5 Па).

Наиболее низкое давление обеспечивают центробежные и водокольцевые вакуумные насосы. Однако у различных моделей этот показатель разный. Поэтому при выборе в первую очередь следует обращать внимание не на тип прибора, а на его технические характеристики.

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.

Какой вакуумный насос используете Вы?

ВодокольцевымМембранным

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.

Pfeiffer Vacuum DuoLine

Технические характеристики:

  • габариты 127х172х61 см;
  • вес 9,6 кг;
  • расход 1,25 м3/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 м3/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.

NASH 905 L

Технические характеристики:

  • габариты 218х124х132 см;
  • вес 120 кг;
  • расход до 22 000 м3/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 м3/час;
  • максимальное значение давления до 10 МБар.

Экономичный, но в то же время производительный насос. Обеспечивает перекачивание почти 300 м3 газа в час. Не требует постоянного подвода воды. Нуждается в минимальном техническом обслуживании. Поставляется с завода полностью готовым к работе.

Chemker 300

Технические характеристики:

  • габариты 218х124х132 см;
  • вес 20 кг;
  • расход до 22 000 м3/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 м3/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.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.