Виды вакуумных насосов, принцип работы и ремонт

Общие сведения

Вакуумом (от лат. vacuum — пустота) называют состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного.
Условно различают различные уровни вакуума:

• Низкий — диапазон давления больше 100 Па
• Среднее – диапазон давления больше 0,1 Па и меньше 100
• Большое – диапазон давления от 10-5 Па до 0,1 Па
• Сверхвысокое – давление больше 10-5 Па

При современном развитии оборудования, создать вакуум совсем несложно. Самый простой агрегат, способный создавать вакуум – это вакуумный насос.

Действие насоса всех видов основывается на одном принципе, а именно вытеснении. Оно лежит в основе работы всех насосов разных объемов и методах использования. Вытеснение подразумевает избавление от газа рабочего отсека. В ходе действия меняется давление, а газовые элементы движутся по правильной дороге. При современном развитии оборудования, создать вакуум совсем несложно. Самый простой агрегат, способный создавать вакуум – это вакуумный насос.

Есть типы насосов, используемые в повседневной жизни (например, удобное хранение одежды либо продление годности пищи). Найти надежное устройство для создания пространства с разряженным воздухом поможет знание принципа работы оборудования.

Эффективность насоса имеет прямую зависимость от качества действия вытеснительного принципа. На объем вакуума, который может быть создан в атмосфере замкнутого типа, влияет герметичность рабочего отсека. Она обеспечивается благодаря золотникам, рабочему колесу и пластине. Последние два элемента можно найти на внешней части вакуумного насоса.

Устройство в дизельном двигателе

Дизель включает в себя ротор, лопасть в котором разделяет пространство на 2 части. При вращении ротора, который не расположен в центре, рабочее пространство с обеих сторон то сокращается, то возрастает.

Часто используется для понижения температуры некоторых элементов двигателя.

Масло проходит по специальному каналу, покрывая и уплотняя лопасти. А чтобы насос сослужил хорошую службу, нужна схема подключения и правильный выбор.

Главными критериями выбора являются:

• Выпускное давление по максимуму;
• Хорошее отправное давление;
• Высокая степень производительности.

Дизельный двигатель обладает хорошей эффективностью
Отдельные механизмы не годны при выводе газов в атмосферу после откачки, поэтому для них создают форвакуум. Предельному давлению нужен продиагностированный в прочно закрытой ёмкости показатель. Максимальному выпускному – высокое давление. Упомянутые виды измеряются в Паскалях. Также во время покупки надо позаботиться о размере, ступенях откачки и их количестве, мощности двигателя, количестве оборотов.

Факторы, которые говорят о правильной работе вакуумного насоса

Есть два необходимых действия, которые должен выполнять абсолютно любой вакуумный насос. Он должен:

1. Создавать вакуум заданной глубины во время откачивания газового элемента из необходимого пространства без перебоев;
2. Выполнить первый пункт за четко определенное время.

При невыполнении какого-либо пункта возникнет необходимость подключения дополнительного насоса. Например, если за заданный отрезок времени не было обеспечено давление нужного объема, подключают насос форвакуумного типа. Он позволяет в нужном количестве снизить давление для обеспечения рабочей атмосферы. Этот принцип схож с последовательным подключением. Если не была получена нужная откачиваемая скорость, требуется подключение насоса, способного с большой скоростью создать нужный вакуум. Этот тип работы сравним с подключением параллельного типа.

На размер глубины, которую создал вакуум, влияет герметичность рабочей атмосферы. Ее обеспечивают насосные компоненты, а точнее масло специального типа. Масло позволяет не только сделать зазоры плотными, но и плотно их закрыть. Насос, который способен создавать вакуум и имеет такую конструкцию, считают масляным. Сухой насос же тот, что обеспечивает работу без масла. Более распространены в использовании именно сухие насосы, потому что они не требуют особого ухода.

Принцип работы вакуумного насоса бывает разным, так как каждый вид работает по-своему. Подробнее о видах вы можете прочитать про Виды вакуумных насосов.

Рассмотрим три самых популярных вида вакуумных насосов, используемых на производстве.

Что представляет собой форвакуумный насос

Форвакуумный насос является неотделимой часть абсолютно любой системы. Он откачивает необходимый объем до среднего и низкого уровня, поддерживая при этом давление на выходе. Объем форвакуумной камеры и мощность влияют на скорость работы.

Форвакуумный насос имеет длительный срок службы

Насос бывает сухой и масляный. Масляное охлаждение в насосах делает их наиболее популярными в использовании.

Новейшая структура позволяет не беспокоиться за быстрое загрязнение устройства масляными парами, обратный клапан в процессе работы предотвращает выброс масла. А входной и выхлопной фильтр делают процесс еще более чистым. Совершенствуясь, форвакуумные насосы начали изобретать без контакта масла и газовой среды. Их еще называют сухими.

Форвакуумные насосы бывают:

• Спиральными;
• Синтовыми;
• Диафрагментальными;
• Роторными;
• Когтевыми.

Реализация таких насосов сложна, поэтому стоят они гораздо дороже. Недостатки, которые имелись у масляных насосов, были устранены. Но их обслуживание требует более тщательной и частой утилизации и смены масла. Также некоторые масла стоят гораздо больше, чем сам насос. Это довольно невыгодно. Все многообразие сухих насосов вызвано тем, что нет одного оптимального варианта, который подходит всюду. Каждый насос предназначен для собственной цели. С каждым годом их совершенствование все растет. Но главный их недостаток — предельное низкое давление — по-прежнему остается. Однако проблему можно решить, установив второй бустерный вакуумный насос.

Пластинчато-роторные вакуумные насосы

Их также называют масляными. Разберем информацию об устройстве и принципе работы вакуумного насоса пластинчато-роторного типа.

Эти насосы вакуумного типа выглядят как старательно отшлифованный цилиндр, внутри которого располагается ротор. Зазор боковой части бывает разного размера, потому что ось внутренней его части и ротора не соприкасаются.

У ротора есть особенные двигательные пластинки. Благодаря своим пружинам они прилегают к корпусу. Таким образом происходит разделение пустой атмосферы на части переменного объема. Во время двигательной активности газовый элемент создает в патрубке приема разрежение. В напорном же — давление избытка.

В состав пластинок входят антифрикционные компоненты либо особенные маловязкие масла, так как необходимо уменьшить трение пластины. Это делает возможным появление вакуума большой силы. Однако перекачиваемые элементы должны быть чистыми.

Основные отличия от компрессора

Отличия вакуумного насоса от компрессора заключаются в следующем:

1. Атмосферное и получаемое давление не способны иметь разницу выше 760 мм ртутного столба.
2. Уменьшение массы воздуха при его впуске по мере того, как уровень вакуума повышается, когда компрессор имеет неизменную эффективность и давление.
3. Насос пропускает гораздо меньшее количество воздуха с повышением давления, и тепло растворяется внутри механизма, поэтому у вакуумного оборудования трудностей в отводе тепла не случается.

Вакуумный насос трансформирует механическую энергию в пневмоническую с помощью выкачивания воздуха. Процент давления снижается. Количество выкачанного газа влияет на норму проделанной работы. Пункты проделанных шагов схожи с воздушными компрессорами, но исключается выбрасывание воздуха из замкнутого объема. Основное различие этих двух приборов заключается в выдаче «поглощающей» линии давления меньше атмосферного, которое почти исчезает при вакууме более высокой ступени.

Если произошло разряжение агрегата, не обязательно спешить за помощью специалистов. Возможна починка дома или создание нового насоса, например, из автомобильной помпы. А правильное подключение агрегата точно обеспечит высокий уровень работы.

Мембранные вакуумные насосы

Гибкая мембрана — это главная часть принципа действия мембранно-поршневого насоса. Мембрана связывается с механизмом рычага. Ее создают из новейших композитных компонентов, которые выдерживают механику. Крайние части мембраны крепко присоединяются к корпусной части, а центральная изгибается под воздействием электрического и пневматического привода. Таким образом поочередно уменьшается и увеличивается внутренняя часть камеры.

Объем изменяется совместно с процессами получения и выхода новых газовых элементов или жидкообразных. Когда противофаза совмещает действия двух мембранных компонентов, происходит режим непрекращающейся перекачки. Еще один элемент насоса, а именно клапаны, определяют верное направление потоков и распределительные мотивы. У механизма нет элементов, которые могут вращаться или испытывать силу трения и контактировать с качаемым продуктом.

Достоинства мембранно-поршневых насосов:

• Герметичность
• Использование в сухого режима в течение долгого промежутка времени
• Использование пневматического привода во взрывоопасной среде
• Экономичность.

Преимущества агрегата мембранного типа

Этот вид насоса используется при перекачке растворов и жидкостей, которые отличаются различной вязкостью и агрессивностью. Они отличаются отсутствием двигателя. Лакокрасочная, пищевая, нефтеперерабатывающая промышленность не смогут ни дня обойтись без такого насоса.

Основными составляющими являются 2 мембраны, совмещенные штоком посреди пары дисков.

При работе с мощными насосами следует соблюдать правила техники безопасности
Воздух входит сперва в одну камеру, затем в другую, осуществляя центробежный цикл действий, которые затем возвращаются. Золотник клапана перераспределяет среду. Жидкость распределяется в таком порядке: впускной коллектор – рабочая камера – выпускной коллектор.

Какими преимуществами обладают диафрагменные (мембранные) насосы:

• Обходится без починки деталей, так как износа не происходит;
• Надежная конструкция простого типа;
• Исключено формирование искр, надежность при работе с горючими;
• При необходимой регулировки следует изменить лишь объем подачи воздуха.

Примеси не попадают внутрь из-за высокого уровня герметичности устройства. Их применяют в областях, где не допускаются утечки и соблюдается стерильность. Это химическая и пищевая индустрия, исследования в лабораториях, медицина, полиграфия. Устройство полностью безопасно и для животных, и для людей, поэтому ими оснащаются доильные аппараты. Привилегиями считается бесшумность, малое потребление энергии и компактность.

Винтовые вакуумные насосы

Насосы винтового типа, также как и все остальные, действуют с помощью принципа вытеснения. Однако в отличие от других устройств, оно происходит по винту, который выполняет работу вращения. У насосов есть: привод, 1-2 ротова в форме винта и статор нужной формы. Перекачиваемый компонент не возвращается назад, потому что детали изготовлены с огромной точностью — это гарантирует высококачественные показатели насоса. В итоге появляется давление избытка, в приемной части – вакуум.

Плюсы винтовых насосов:

• Минимальный шум
• Перекачивание компонентов благодаря механике
• Равномерные траты

Важно выбрать вид насоса по требованиям вашего предприятия и сферы. Для этого лучше обратится за консультацией к специалистам.

Особенности водокольцевого оборудования

Такой вид насоса рассчитан для создания водной среды с необходимым уровнем натиска газов. Центробежные силы образуют работу насоса, откачивая за счет образования кольца газ. А через кольцо низкое давление появляется внутри.

Водокольцевой насос — это аппарат, состоящий из барабана в форме цилиндра с пролетом для входа и выхода.

Там расположено уплотнительное кольцо, из которого в процессе работы выходит очищенный пар. При запуске ротора вода прижимается к цилиндрическим «оболочке», формируется полость (неплотный вакуум), по форме похожая на серп. Такой тип насосов пользуется большой популярностью.

Время от времени водокольцевое оборудование следует обслуживать, меняя изношенные детали

Они имеют ряд преимуществ:

• Неприхотливость конструкции;
• Прочность;
• Дешевый ремонт;
• Надежность;
• Экономичность.

Починка производится достаточно редко, ведь элементы друг с другом не соприкасаются, и изнашивание деталей не происходит. Клапаны, чаще всего нуждающиеся в ремонте, отсутствуют, как и шестеренки. В смазке нуждаются подшипники ротора, так как они взаимодействуют с водой. Угроза поломки грозит лишь в случае недосмотра за уплотнительным кольцом. Но в целом водокольцевой насос экономичный и надежный.

Виды высоковакуумных приборов

Данный тип агрегатов предназначен для разрежения давления. Принцип действий может отличаться при работе с насосом форвакуумным, который обеспечивает надлежащую планку для разрежения.

Имеется несколько разновидностей насосов:

• Криогенные;
• Магниторазрядные;
• Турбомолекулярные;
• Диффузионные.

Диффузионные применяются в раскопках, создании приборов, сплавке различных металлов, хранении медицинских препаратов. Крионасос самый простой из всех остальных. У него отсутствует жидкая среда, поэтому вероятность загрязнения исключена. А также он имеет минимальную стоимость, максимально качественно производя работу. Главнейшее условие работы магниторазрядного прибора состоит в том, что титан распыляется с газом в одинаковых количествах.

Вакуумный насос зачастую окрашивается в синий цвет

Основным механизмом откачивания инертных газов является попадание ионов в материал катода.

Для сохранения высокого вакуума эксплуатируется турбомолекулярный насос. Быстрота его действия обусловлена скоростью откачки. Мощность и трение увеличиваются по причине возрастания давления. При предотвращении появления раковин на поверхности надежность увеличивается. Управление приводом осуществляется контроллером.