Вакуумный насос: принцип работы, устройство, правила выбора

Принцип работы вакуумного насоса

Вакуумный насос представляет собой оборудование, которое используется для откачки и удаления паров или газов до заданного уровня давления. Последний еще называется сантехническим вакуумом.

Принцип работы

Принцип работы вакуумного насоса заключается в том, что откачка обеспечивается изменением объема рабочей камеры. Такие объемные насосы применяются для получения предварительного разряжения, который называется форвакуумом. Сюда следует отнести насосы:

  • ротационные;
  • жидкостно-кольцевые;
  • поршневые.

Наибольшую популярность в вакуумной технике получили насосы вращательного типа. Если же речь идет о высоко-вакуумных насосах, то к ним следует отнести турбомолекулярные, пароструйные и паромасляные насосы. Молекулярные производят откачку за счёт передачи молекулами газа движения от твердой, парообразной или жидкой поверхности, последняя из которых двигается с высокой скоростью.

К ним относятся эжекторные, водоструйные, диффузионные, молекулярные устройства с одинаковым направлением движения поверхностей и молекул газа. К тому же классу можно отнести турбомолекулярные агрегаты, у которых движение твердых поверхностей закачиваемого газа происходит взаимно-перпендикулярно.

Особенности работы

Анализ внутреннего устройства таких агрегатов, создающих вакуум, указывает, что почти все устройства данного типа функционируют по принципу вытеснения, что можно сравнить с принципом действия объемных насосов. Они используются для откачки продуктов распада разных смесей и воды.

Создаваемый вакуум, а вернее его величина, зависит от герметичности пространства, которая возникает вследствие работы механизмов насоса, среди них следует выделить:

  • колеса;
  • специальные пластины;
  • золотники.

Принцип работы вакуумного насоса сводится к тому, что агрегат должен выполнить два условия, первое из них выражено в понижении давления в замкнутом пространстве, тогда как второе заключается в выполнении предыдущего условия за определенный промежуток времени. При этом важно, чтобы последовательность условий была сохранена.

Когда газовая среда будет вобрана оборудованием, а давление не окажется понижено до нужной величины, то потребуется использование форвакуумного аппарата. Это, в свою очередь, снизит давление газовой среды. Данный принцип предполагает возможность последовательного присоединения насосов.

Принцип работы вакуумного насоса должен предполагать использование вакуумного масла, что исключает газовые утечки через зазоры трущихся деталей. Благодаря использованию масла, есть возможность уплотнить и полностью перекрыть зазоры. Это масло выступает в качестве отличного смазочного средства.

Устройство насоса Рутса

Принцип работы роторного вакуумного насоса был описан выше, а вот информацию о его устройстве вы сможете отыскать в этом разделе. Упомянутые насосы можно отнести к категории вытесняющих роторных вакуумных насосов, которые работают на сухом ходу. Среди основных составляющих оборудования следует выделить:

  • двигатель;
  • выпускной патрубок;
  • лабиринтные уплотнения;
  • перепускной клапан;
  • индикатор уровня масла;
  • неподвижный подшипник;
  • свободный подшипник;
  • камеру всасывания;
  • отвод масла;
  • выпускной канал.

На двух боковых поверхностях расположены подшипники вала ротора. Для того чтобы обеспечить неравномерное тепловое расширение между поршнем и корпусом, они сконструированы в качестве неподвижных подшипников и уплотнительных внутренних колец с разных сторон. Подшипники обрабатываются маслом, которое нагнетается из брызговиков. Приводной вал выводится наружу и изолируется кольцами радиаторного вала.

Кольца выполняются из фторкаучука, а после смазываются уплотняющим маслом. Кольца, располагающиеся на рукаве, необходимы для защиты вала, их, кстати, при необходимости можно заменить. Если снаружи необходимо герметичное уплотнение, то оборудование можно привести в движение с помощью муфты со стаканом и магнитами.

ВВН и принцип его функционирования

Принцип работы вакуумного насоса ВВН тоже основан на создании среды для отсасывания паров и газов. В качестве главного узла таких устройств выступает круглый барабан, в котором находится ротор с лопатками. Когда ротор начинает вращаться, вода прижимается к стенкам барабана под действием центробежной силы. Вследствие этого образуется кольцо.

Ротор находится в стороне от центра, благодаря этому под ним образуется полость, которая разделена на ячейки разного объема. Когда ячейка находится на краю полости, она обладает незначительным объемом, что называется всасывающим окном. Однако при вращении объем возрастает, и в этой кондиции происходит засасывание газа. Объем становится максимальным, а ротор делает еще один круг. Из этого понятно, что принцип работы в этом случае основан на центробежной силе.

Принцип функционирования вакуумного насоса для двигателя

Принцип работы вакуумного насоса дизеля может заинтересовать автолюбителя. Если проводить сравнение с бензиновыми двигателями, где есть дроссельная заслонка и возможность создания разряжения для использования с разными целями, в дизельном двигателе нет дроссельной заслонки, как и описанной выше возможности. Поэтому в дизельных моторах для создания разряжения используется насос. Он дополнен эксцентрично установленным ротором с перемещающейся пластмассовой лопастью, разделяющей полость на две части.

Дополнительные нюансы

Когда происходит вращение ротора и перемещение в нём лопасти, одна часть полости увеличивается в объеме, тогда как другая – уменьшается. Забор воздуха из вакуумной системы происходит на одной стороне всасывания, а после воздух вытесняется через канал.

Он используется для охлаждения узлов конструкции. Масло подается через канал, идет вдоль головки цилиндра, а после поступает к насосу. Используется масло не только для смазки, но и для уплотнения лопасти в рабочей полости. Привод осуществляется от коленчатого и распределительного вала, в последнем случае насос совмещается с топливоподкачивающим насосом системы.

Принцип действия водяного насоса

Принцип работы вакуумного насоса для воды заключается в процессе вытеснения. При работе откачка воды осуществляется в результате изменения параметров рабочей камеры. Объем вакуума связан с уровнем герметичности рабочего пространства, которое регулируется, что позволяет снизить или увеличить давление в определённом месте до нужной величины.

Водяной вакуумный насос, принцип работы которого может заинтересовать потребителя, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри располагается импеллер или вал с колесом, что обладает специальными лопастями. Импеллер выступает в качестве основного элемента. Колесо вращается в корпусе, который заполнен рабочей жидкостью. В результате вращательных движений лопасти захватывают воду, которая растекается по стенкам. Возникает центробежная сила, провоцирующая появление кольца из жидкости. Внутри образуется свободное пространство, которое называется вакуумом.

Особенности вакуумного насоса

Вакуумные водяные насосы обладают определенными особенностями, среди них следует выделить:

  • незначительный уровень шума и вибрации;
  • высокую производительность;
  • высокую прочность конструкции;
  • хорошую скорость подачи и закачки воды;
  • большое давление запуска;
  • экологичность.

Дополнительной отличительной особенностью можно выделить изотермическую герметизацию. Агрегат превосходно справляется с откачкой газов и паров, а также способен отводить жидкости, делая это одновременно. Довольно часто такое оборудование имеет встроенный грязеотделитель.

Принцип работы пластинчатого роторного насоса

Пластинчато-роторные вакуумные насосы, принцип работы которых заключается в вытесняющем действии, представляет собой оборудование с масляным уплотнением. Система имеет в составе:

  • корпус;
  • лопасти;
  • внецентренно установленный ротор;
  • вход и выход.

Масляное уплотнение устанавливается на выпускной клапан, который разработан по подобию вакуумного предохранительного клапана. В процессе работы он находится в открытом состоянии. Рабочая камера располагается внутри корпуса, а лопасти ротора разделяют камеру на два отсека, разные по объему. Как только устройство будет включено, газ поступит в расширяющую камеру, пока его не перекроет второй лопастью.

Принцип работы помпы для откачки воздуха

С помощью этих устройств устраняют воздух из герметичных емкостей. Это способствует изменению объема полостей замкнутой системы и создается вакуум. Способ откачивания у разных агрегатов отличается.

Работа большинства приборов основана на принципе вытеснения. Поэтому их производительность зависит от герметичности камеры. Чтобы улучшить этот показатель прибегают к технологии уплотнения.

В приборах есть механический фильтр, не допускающий проникновение пыли и мелких элементов внутрь. Приборы работают на основании трех этапов с использованием отдельных масляных, воздушных и выхлопных фильтров.

Второй вид рассчитан на всасываемый воздух, а третий используется, чтобы убрать масляные пары из выхлопных газов.

Насосы для откачки воздуха из герметичных емкостей помогают избавиться от лишнего воздуха и снизить давление. При этом он отделяет определенное количество воздуха и перемещает его к патрубку.

Существующие разновидности вакуумных насосов

Лопастные

Производительность таких устройств выше, чем у насосов другого типа. Они небольшие и компактные, подходят для создания вакуума среднего уровня и улавливают пары еще до их соприкосновения с насосом.

Работают ротационные лопастные насосы на масле. За его счет достигается идеальная герметичность. Оно смазывает движущиеся детали и обеспечивает достаточный уровень теплоотдачи, чтобы вакуумный насос охладился.

Они отличаются:

  • Доступной стоимостью;
  • Удобством в использовании;
  • Высокой производительностью и уровнем вакуума около 1000 мбар.

Но для нормального функционирования устройства не обойтись без регулярного техобслуживания. Особенно важно контролировать количество масла, иначе детали быстро износятся. Менять масло следует после 3000 часов использования.

Мембранные

Они проявляют повышенную устойчивость к агрессивной среде. Поэтому их можно использовать для работы с кислотой, вязкими и коррозионными веществами.

Благодаря этой особенности устройства активно используют в производстве продуктов питания и косметических средств. Они помогают перекачивать жидкости, кремы и гели, а также помогают обрабатывать летучие соединения.

Мембранные насосы относятся к сухим насосам. Поэтому они не нуждаются в использовании смазочных жидкостей, а стоимость обслуживания будет ниже, чем в случае с лопастными. Приборы этого типа могут длительное время работать без перерыва, но с низким уровнем вакуума, по сравнению с ротационными насосами.

Жидкокольцевые

Их работа основана на подаче жидкости, высушивающейся на стенках насоса. При этом образуется кольцо, обеспечивающее оптимальный уровень герметичности.

Выбрать жидкокольцевой насос следует за такие особенности:

  1. Это сухой насос.
  2. Обладает повышенной устойчивостью к коррозии.
  3. Повышенную мощность.
  4. Большие габариты.

Они малочувствительны к прохождению жидкостей, твердых частиц и паров. Их можно использовать во время работы с веществами, склонными к взрыву или чувствительными к высоким температурам.

В случае максимального расхода в 30000 м3/ч одновременно снижается и увеличивается давление.

Турбомолекулярные

Они способны достигать высокого давления, а расход колеблется в пределах 50-5000 л/с. Функциональные особенности таких насосов напоминают компрессор. Двигатель заставляет лопасти быстро вращаться и вытолкнуть достаточное количество воздушной смеси.

Агрегаты незаменимы для работы магнитных подшипников. Они помогают достичь оптимальной скорости вращения. Турбомолекулярные устройства функционируют без использования масла. Из-за сложности конструкции стоимость устройств повышенная, и владелец дополнительно тратит деньги на особое обслуживание. Откачка зависит от типа газа. Процесс замедляется, если возникла необходимость в удалении легких газов.

Водокольцевой вакуумный насос. Принцип работы ВВН двойного действия

Рисунок 2. Схема ВВН двойного действия

1 – рабочее лопаточное колесо; 2 – корпус с овальным в сечением; 3 – жидкостное кольцо; 4 – окна всасывания; 5 – окна нагнетания; 6 – мертвый (защемленный) объем

ВВН двойного действия (рис.2) работает так же, как и простого. Отличие заключается в том, что оси колеса 1 и корпуса 2, выполненного форме овального цилиндра, совпадают. Когда колесо вращается, внутренняя поверхность водяного кольца принимает форму овала 3 – и получается две полости. Из-за чего делается по два окна всасывания 4 и нагнетания 5.

Если вы подумали, что при прочих равных условиях быстрота действия этого ВВН должна быть в два раза больше, чем простого, то теоретически вы, конечно, правы, а на практике ошиблись. Из-за перемещения газа в мертвом объеме 6 обратно на всасывание и перетеканий через торцевые зазоры быстрота действия увеличивается всего в 1,4…1,5 раз. Зато овальная форма корпуса усложняет конструкцию, из-за чего увеличивается цена, и увеличивает вероятность разрыва потока вращающейся жидкости. Поэтому такая конструкция используется редко.

Виды вакуумных насосов и их принцип работы

В различных сферах человеческой деятельности требуется создание вакуума. Этот термин характеризует состояние газовой фазы, давление которой ниже атмосферного. Он измеряется в миллиметрах ртутного столба или паскалях. Разрежение газов происходит при принудительном удалении вещества из устройств, имеющих ограниченный объем. Техническое приспособление, предназначенное для этих целей, называется вакуумным насосом. Он может использоваться самостоятельно или входить в более сложные системы.

Область применения вакуумных насосов

Вакуум широко применяется в различных технических устройствах. Он позволяет снизить температуру кипения для воды или химических жидкостей, произвести удаление газов из материалов, требующих повышенной однородности состава, создать стерильные условия обработки и хранения. При небольших габаритах и экономичном расходе энергии современные вакуумные насосы позволяют быстро достигать глубокой степени разрежения. Они применяются в самых разных процессах и сферах деятельности:

  • в нефтеперерабатывающей и химической промышленности для поддержания необходимых условий протекания реакций и разделения получаемых смесей;
  • при дегазации металлов и иных материалов для создания деталей с однородной структурой и отсутствием пор;
  • в фармацевтике и текстильной промышленности для быстрой осушки изделий без повышения температуры;
  • в пищевой промышленности при расфасовке молока, соков, мясных и рыбных продуктов;
  • в процессе вакуумирования холодильного и иного оборудования с повышенными требованиями к отсутствию влаги;
  • для нормального функционирования автоматических конвейерных линий, использующих в качестве захватов вакуумные присоски;
  • при оборудовании производственных и научно-исследовательских лабораторий;
  • в медицине при эксплуатации дыхательных аппаратов и стоматологических кабинетов;
  • в полиграфии для фиксации термопленок.

Вакуумный насос

Принцип работы вакуумных насосов

Вакуум создается при механическом удалении вещества из замкнутого пространства. Технически это реализуется различными способами. Принцип работы вакуумного насоса струйного типа основан на уносе молекул газа потоком воды или пара, вылетающим с высокой скоростью из сопла эжектора. Его схема предусматривает подключение бокового патрубка, в котором создается разрежение.

Преимуществом такой конструкции является отсутствие движущихся деталей, а недостатком – перемешивание веществ и низкий КПД.

В технике наибольшее распространение получили механические агрегаты. Работа вакуумного насоса с вращающейся или движущейся возвратно-поступательно основной деталью заключается в периодическом создании внутри корпуса расширяющегося пространства, заполнении его газом из приемного патрубка с последующим выталкиванием через выходное отверстие. Конструктивное устройство вакуумного насоса при этом может быть самым разнообразным.

Схема работы

Основные разновидности вакуумных насосов

При изготовлении устройств для создания вакуума используются металлические и пластмассовые материалы, устойчивые к химическому воздействию перекачиваемой среды и обладающие достаточной механической прочностью. Большое внимание уделяется точности подгонки узлов и герметичности контакта поверхностей, исключающей обратный проскок газов. Здесь приводится перечень основных видов вакуумных насосов, различающихся между собой конструкцией и принципом действия.

Водокольцевые

Водокольцевой вакуумный насос является одним из вариантов жидкостно-кольцевых агрегатов, используя для создания разрежения циркуляцию чистой воды. Он имеет вид цилиндра с оснащенным лопатками ротором, вращающимся на смещенном от центра валу. Перед началом работы его заполняют жидкостью.

При пуске двигателя крыльчатка разгоняет воду по внутренним стенкам корпуса. Между ней и ротором образуется серповидная область вакуума. В нее устремляется газ из приемного патрубка насоса. Движущиеся лопатки перемещают его вдоль вала и выбрасывают через выходное отверстие. Агрегаты этого типа часто применяются еще и для частичной очистки газа за счет его интенсивного контакта с водой.

Водокольцевой насос

Использование жидкости в качестве рабочего органа дает множество преимуществ.

  1. Вода, вращающаяся в пространстве между ротором и корпусом насоса, исключает вероятность обратного проскока газов, заменяя собой уплотнения и снижая требования к точности изготовления деталей.
  2. Все вращающиеся части насоса постоянно омываются жидкостью, что уменьшает трение и улучшает теплосъем.
  3. Такие устройства редко требуют ремонта, имеют длительный срок службы и потребляют минимум электроэнергии.
  4. Работа с газами, содержащими капли воды и мелкие механические примеси, не оказывает негативного влияния на техническое состояние оборудования.

Принцип работы водокольцевого насоса

Последнее обстоятельство важно при использовании таких насосов для откачки воздуха из емкостей, содержащих влагу. Их применяют для кондиционеров и иных холодильных установок при вакуумировании системы перед заполнением их фреоном.

Пластинчато-роторные

Такие насосы имеют цилиндрический корпус с тщательно отшлифованной внутренней поверхностью и расположенный внутри него ротор. Их оси не совпадают, поэтому боковой зазор имеет разную величину. В состав ротора входят специальные подвижные пластины, которые прижимаются пружинами к корпусу и делят свободное пространство на сектора переменного объема. При включении двигателя газы приходят в движение так, что в приемном патрубке всегда создается разрежение, а в напорном – избыточное давление.

Для уменьшения трения пластины изготавливаются из антифрикционных материалов или применяются специальные маловязкие масла. Насосы этого типа способны создавать достаточно сильный вакуум, но они чувствительны к чистоте перекачиваемой жидкости или газа, требуют регулярной чистки и загрязняют продукт следами смазки.

Пластинчато-роторный насос

Мембранно-поршневые

Рабочим органом насосов данного принципа действия служит гибкая мембрана, связанная с рычажным механизмом. Она изготавливается из современных композитных материалов, устойчивых к механическим нагрузкам. Ее края прочно крепятся в корпусе, а центральная часть под действием электрического или пневматического привода изгибается, попеременно уменьшая и увеличивая пространство внутренней камеры.

Изменение объема сопровождается всасыванием и выталкиванием поступающих газов или жидкостей. При совместной работе в противофазе двух мембран обеспечивается непрерывный режим перекачки. Система клапанов регулирует правильное распределение и направление потоков. Механизм не имеет вращающихся или трущихся деталей, контактирующих с перекачиваемым продуктом.

Мембранно-поршневой насос

К преимуществам таких насосов следует отнести:

  • отсутствие загрязнения продукта смазкой или механическими загрязнениями;
  • полную герметичность, исключающую утечки;
  • высокую экономичность;
  • легкость регулирования расхода;
  • длительную эксплуатацию в сухом режиме, которая не вредит конструкции;
  • возможность использовать пневматический привод для работы во взрывоопасной среде.

Винтовые

Принцип работы винтовых насосов основан на вытеснении жидкости или газа вдоль вращающегося винта. Они состоят из привода, одного или двух роторов винтообразной конфигурации и статора соответствующей формы. Высокая точность изготовления деталей не позволяет перекачиваемой среде проскакивать назад. В результате на выходе насоса образуется избыточное давление, а на приеме – вакуум.

Винтовой вакуумный насос

Подобное оборудование из-за высоких требований к качеству изготовления стоит недешево. Его нельзя долго держать на «сухом» режиме.

Винтовой насос внутри

Основные достоинства таких насосов:

  • равномерность расхода;
  • низкий уровень шума;
  • способность перекачки жидкости с механическими включениями.

Вихревые

Вихревые вакуумные насосы своей конструкцией напоминают центробежное оборудование. Они также имеют рабочее колесо с лопастями, вращающееся на центральном валу. Принципиальное отличие заключается в расположении приемного патрубка на внешней окружности корпуса, а не в районе центральной оси.

Минимальный зазор между крыльчаткой и корпусом обеспечивает устойчивое движение перекачиваемой жидкости в необходимом направлении. Агрегаты этого типа способны создавать достаточно высокое давление нагнетания и обладают самовсасывающим эффектом. Эти насосы просты в эксплуатации, легко ремонтируются и отлично зарекомендовали себя при перекачке газожидкостных смесей, но у них низкий КПД. Они чувствительны к попаданию механических примесей, способных привести к быстрому износу крыльчатки.

Вихревой насос

Самостоятельное изготовление вакуумного насоса

Если вы не готовы нести затраты на приобретение заводского оборудования, попробуйте сделать вакуумный насос своими руками. Для откачки воздуха из емкости небольшого объема может сгодиться медицинский шприц или слегка модернизированный ручной велосипедный насос.

Совет! При частом использовании и вакуумировании крупных сосудов удобней воспользоваться устройствами с электрическим приводом.

Рассмотрим вариант изготовления вакуумной установки из компрессора старого холодильника. Он уже предназначен для перекачки газа и при минимальном ремонте сможет создавать разрежение. Ваши действия будут предельно просты:

  • на некотором расстоянии от компрессора обрезать ножовкой по металлу две медные трубки, подходящие к нему;
  • демонтировать компрессор вместе со схемой электропитания или заменить ее вместе с пусковым реле на новую по аналогии со старой;
  • на медный патрубок, который шел от конденсатора, надеть дюритовый шланг подходящего диаметра и соединить его другим концом с вакуумируемой емкостью;
  • для герметичности соединения можно использовать штатный хомут или воспользоваться скруткой из стальной проволоки;
  • выполнить подключение вакуумного насоса к электрической сети и после пуска по выходу воздуха из второго медного патрубка убедиться в его правильной работе.

Важно! Компрессор холодильника не предназначен для эксплуатации во влажной среде, поэтому надо следить, чтобы на него не попадала вода.

Вакуум насос – принцип работы вакуумного насоса. Установка вакуумных насосов и особенности их конструкции.

Большинство предприятий, занимающихся производством продукции, использует в своем ассортименте вакуумное оборудование. Причина этого максимально проста и заключается она в эффективности оборудования на вакуумной основе. Нельзя сказать, что оборудование на механической основе не справляется со своими задачами, потому что это не совсем так. Но если речь все-таки идет о максимальном уровне эффективности, то лучше всего обращать свой взор на системы, работающие на вакуумной основе .

Вакуум насос

Вакуум насос

Особенно хорошо это преимущество заметно на примере вакуумного насоса. Казалось бы, какая вообще разница о каком типе оборудования идет речь. Но если более серьезно углубляться в мелкие детали, то можно увидеть существенную разницу в конструкции, элементах и принципе работы различных систем.

Разновидности вакуумных насосов:

  • Пластинчато-роторный
  • Водокольцевой
  • Мембранно-поршневой

Несмотря на то, что все вышеперечисленные насосы являются вакуумными, принцип их работы очень сильно отличается друг от друга. Vacuum – это явление, позволяющее в разы увеличить работоспособность системы, соответственно сделать ее более востребованной на рынке.

Грубо говоря, вакуумный насос – это система, задача которой заключается в перекачивании определенной жидкости в разные отсеки. Но проделывать быстро подобные процедуры весьма проблематично, из-за чего в таких системах часто используется вакуум. Он является неким стимулятором, позволяющим повысить работоспособность и сделать систему более эффективной.

Еще один интересный момент, на который важно обратить внимание – это сфера применения. За последние несколько лет, большинство предприятий уже успело перейти с обычного оборудования к вакуумному.

Сейчас мы рассмотрим те направления, где вакуумные насосы используются чаще всего:

  • Металлургия
  • Полиграфия
  • Упаковочные предприятия
  • Медицина
  • Химическая промышленность

Во всех этих отраслях сейчас можно увидеть вакуумные насосы нового образца. Во многом, развитие этих отраслей обязано именно подобному оборудованию, без которого достижение определенных целей могло бы стать огромной проблемой.

Насос для создания вакуума

Вакуумный насос – это установка, которая может иметь как маленькие, так и весьма крупные габариты. Все зависит от того, какой уровень вакуума используется в процессе работы. Рынок сейчас предоставляет пользователям четыре вариации вакуумного насоса, каждая из которых работает на основе определенного уровня вакуума.

Разновидности вакуумных насосов:

Если первый вакуумный насос для легких задач подойдет идеально, то, к примеру, насосов высокого вакуума использовать там нет смысла. Это говорит о том, что при покупке вакуумных насосов надо заранее подумать, для каких именно задач он приобретается и стоит ли переплачивать за более мощные системы.

Исходя из всего вышесказанного, не трудно догадаться, что насосы, работающие на вакуумной основе, являются более производительными. Но, нельзя забывать о стоимости систем таковых систем играющей далеко не самую последнюю роль. Сравнивая ценовой сегмент вакуумных насосов и обычных, можно увидеть весьма-таки внушительную разницу.

Преимущества вакуумных насосов выглядят таким образом:

  • Широкий спектр использования
  • Высокая степень надежности
  • Феноменальные показатели производительности
  • Отсутствие сбоев во время работы
  • Наличие качественного охлаждения системы

Глядя на все эти аспекты, напрашивается резонный вывод, гласящий о том, что насосы старого образца уже не столь актуальны. Лучше потратить немного больше денег, но зато взамен получить насос нового образца, который будет не только эффективным, а еще и максимально надежным.

Если же не брать во внимание производительность вакуумных насосов, то и без этого можно отметить моменты, которые так сильно ценятся среди пользователей. К числу таковых аспектов, можно отнести стабильность рабочего процесса. В отличие от насосов обычного принципа работы, вакуумные агрегаты являются более универсальными и в то же время очень стабильными.

Насосы вакуумного типа можно использовать на протяжении долгого времени, не отключая их ни на минуту. Во многом – это заслуга высококачественного охлаждения, которое позволяет избегать любых перегревов и держит внутри системы среднюю температуру без каких-либо колебаний. Это действительно очень важный аспект, так как большинство предприятий в первую очередь делают уклон на стабильность работы, которой могут похвастаться далеко не все насосы механического типа.

Принцип работы вакуумного насоса

Принцип работы вакуумного насоса

Принцип работы вакуумного насоса

Судя по статистике, большая часть существующих вакуумных насосов работают по принципу вытеснения. Данная технология стала применяться не так давно, но зато довольно быстро сумела завоевать свое место на большом рынке. Буквально за несколько лет, большинство производителей стали применять в своем оборудовании именно такую технологию, ссылаясь на то, что именно она является наиболее надежной и в то же время эффективной.

Сам принцип вытеснения обеспечивается за счет максимальной герметичности пространства, которое создается определенными элементами насоса. Задача насоса в этом процессе сводится к тому, чтобы как можно быстрее снизить показатель давления в замкнутом пространстве, что позволит создать нужный уровень вакуума и в дальнейшем направить его в нужное русло.

Устройство вакуумного насоса не является чем-то сверхсложным, так как большинство элементов имеют весьма-таки простенькую конструкцию. Принцип работы подобных систем может иметь целый ряд отличий от других его вариаций. Причиной этому может послужить ценовой диапазон и те отрасли, где используется подобное оборудование

Главные особенности насосов вакуумного типа:

  • Активное охлаждение – система подразумевает постоянную работу охлаждения, которое справляется с нейтрализацией чрезмерных температур. Благодаря наличию охлаждения, система не перегревается, соответственно уровень эффективности находится на таком же высоком уровне.
  • Минимальный выброс масла – достигается это за счет высокого уровня герметичности, не позволяющего возникать в системе различных утечек.
  • Отсутствие шума во время работы – В отличие от механических насосов, их вакуумная вариация является еще и менее шумной. Даже при максимальной нагрузке вакуумных насосов, они не издают каких-то чересчур громких звуков либо же вибраций.
  • Максимальная производительность – Учитывая технические характеристики всех комплектующих, не трудно догадаться, что общий показатель мощности будет по-настоящему огромен.

Учитывая все вышеперечисленные моменты, становится ясно, в чем же причина столь большого спроса на подобное оборудование. Большинство компаний заинтересованы в увеличении показателей производства, а имея в своем ассортименте устройства подобного калибра, достичь таких показателей становится в разы проще.

Конструкция вакуум насосов

Конструкция вакуум насосов

Конструкция вакуум насосов

Разговаривая об эффективности и сфере применения вакуумного насоса нельзя не упомянуть о его конструкции. А все потому, что на этот момент стоит обращать внимание чуть ли не в первую очередь. Ведь именно от конструкции зависит производительность, габариты, разнонаправленность и прочие моменты .

Особенно это важно в процессе покупки, когда ты еще только думаешь в чем разница между вакуумными насосами и какой именной вариант выбрать для себя. Изучив конструкцию вакуумных насосов и взяв для себя какие-то важные моменты, вы сможете в разы упростить процесс подбора насоса для нужного вам направления.

Сейчас мы рассмотрим наиболее важные комплектующие вакуумных насосов:

  • Впускной масляный сепаратор
  • Клапан газобалластного типа
  • Рабочий камерный отсек
  • Масляный резервуар с отдельными помпами
  • Масляный сепаратор
  • Система охлаждения

Говоря о вышеперечисленных элементах вакуумного насоса, мы учли лишь те комплектующие, которые используются практически во всех конструкциях. Что касается уже менее важных элементов, то они могут значительно отличаться, находится в других местах, иметь иной принцип работы и тому подобное.

Конструкция вакуумной составляющей – это еще более интересный момент, ведь образование вакуума является одним из сложнейших процессов. Особенно это актуально в том случае, когда речь идет о высоком, либо же, сверхвысоком уровне вакуума. Достичь такого уровня достаточно сложно, но если система хорошо отрегулирована и содержит в себе производительные комплектующие, то это вполне реально.

Моменты, на которые сильно влияет конструкция вакуумного насоса:

  • Подача масла и качество смазки всех отдельных элементов
  • Качество воздухообмена, который не дает перегреваться системе
  • Скорость образования высокого вакуума
  • Стоимость подобного оборудования, которая формируется в соответствии с его конфигурацией
  • Надежность и стабильность рабочего процесса
  • Возможность использования насоса в различных направлениях

Это в очередной раз подтверждает тот факт, что конструкция – это один из важнейших пунктов при выборе подобной техники. Если вы всерьез заинтересовались вакуумными установками, тогда в первую очередь смотрите на конструкцию и комплектующие, а уже после этого берите во внимание все остальные моменты.

Установка вакуумного насоса

Кому-то может показаться, что покупка вакуумной установки – это уже окончательный этап, который сразу же позволит активно использовать свой новый агрегат. Во многих случаях – это именно так, но все-таки есть и исключения, о которых так же стоит знать. Если говорить о вакуумных насосах низкого вакуума, то особых проблем возникнуть не должно. Зачастую, подобные механизмы не столь габаритны и их спокойно можно перемещать из одного места в другое .

Установка вакуумного насоса

Установка вакуумного насоса

Для домашних условий это просто идеальный вариант, которого будет достаточно для того, чтобы справляться с задачами среднего уровня сложности. Но если же речь идет о крупных предприятиях, которые закупают насосы высокого или же сверхвысокого вакуума, то там уже все гораздо сложнее.

Такие системы зачастую требуют осуществления монтажа, так как они отнюдь не считаются мобильными. При этом не так важно, куда монтировать подобные установки, в рабочие станки, либо же в более крупные вакуумные системы. Гораздо важнее соблюдать все нормы подключения и следовать им без единой ошибки. Благо, интернет может с легкостью предоставить чуть ли не пошаговые инструкции по этому поводу.

Сейчас мы рассмотрим, каким моментам при подключении стоит уделять особое внимание:

  • Плотность прилегания всех элементов и отсутствие больших щелей между отдельными компонентами
  • Наличие дополнительных элементов (фланцев, шланг, адаптеров), которые так же должны быть подключены
  • Подключение всех проводов, которые должны быть подключены именно к тем разъемам, для которых они предназначены
  • Стойкость главного каркаса и отсутствие каких-либо неровностей поверхности
  • Сухость и отсутствие чрезмерной влаги в помещении, где вмонтирован данный агрегат

Как видим, монтаж вакуумной установки – это далеко не самый легкий процесс и он так же требует особого внимания. Изначально, это может показаться не столь важным, хотя на самом деле на это обращают внимание в первую очередь, так как на кону стоит безопасность всех рабочих процессов.

Устройство вакуумного типа – это механизм, работающий под огромным давлением, посему за таким оборудованием требуется особый уход. Но это сполна компенсируется стабильностью, надежностью и показателями производительности, которые достигают просто феноменальных отметок. Именно поэтому, большинство компаний и пытается как можно быстрее перейти на оборудование вакуумного образца, так как оно может быть в разы полезнее.

Принцип работы вакуумных насосов различных типов, их особенности

Основной принцип вакуумного насоса любого типа – это вытеснение. Он одинаковый у всех вакуумных насосов любого размера и любого способа применения. Другими словами, принцип действия вакуумного насоса сводится к удалению газовой смеси, пара, воздуха из рабочей камеры. В процессе вытеснения изменяется давление, и молекулы газа перетекают в требуемом направлении.

принцип работы вакуумных насосов

Два важных условия, которые должен выполнить насос – это создать вакуум определенной глубины, откачав газовую среду из необходимого пространства и сделать это в течении заданного времени. Если какое-то из этих условий не выполняется, то приходится подключать дополнительный вакуумный насос. Так, в случае необеспечения требуемого давления, но за нужный промежуток времени, подключается форвакуумный насос. Он дополнительно снижает давление, чтобы выполнились все необходимые условия. Этот принцип работы вакуумного насоса подобен последовательному подключению. И наоборот, если не обеспечивается скорость откачки, но при этом достигается нужная величина вакуума, то потребуется другой насос, который поможет достичь необходимый вакуум быстрее. Такой принцип работы вакуумного насоса схож с параллельным подключением.

Примечание. Глубина вакуума, создаваемого вакуумным насосом зависит от герметичности рабочего пространства, которое создают элементы насоса.

Чтобы создать хорошую герметичность рабочего пространства применяется специальное масло. Оно уплотняет зазоры и полностью их перекрывает. Вакуумный насос, имеющий такое устройство и принцип действия называется масляным. Если принцип вакуумного насоса не предусматривает использование масла, то он называется сухим. Преимуществом в использовании пользуются сухие вакуумные насосы, так как они не требуют обслуживания с заменой масла и так далее.

Обслуживание вакуумного насоса

Кроме вакуумных насосов промышленного назначения, широкое применение получили небольшие насосы, которые можно использовать в домашних условиях. К ним относится ручной вакуумный насос для перекачки воды из скважин, водоемов, бассейнов и прочего. Принцип работы ручного вакуумного насоса разный, все зависит от его типа. Различаются такие виды ручных вакуумных насосов:

  1. Поршневой.
  2. Штанговый.
  3. Крыльчатый.
  4. Мембранный.
  5. Глубинный.
  6. Гидравлический.

Поршневой вакуумный насос работает за счет движения внутри него поршня с клапанами в середину корпуса. В результате давление уменьшается, и вода через нижний клапан поднимается вверх пока ручка поршня опускается вниз.

Штанговый вакуумный насос похож по принципу действия на поршневой, только роль поршня в корпусе выполняет очень вытянутая штанга.

Крыльчатый вакуумный насос имеет совсем другой принцип действия. Давление в рабочей камере насоса создается за счет движения рабочего колеса с лопастями (крыльчатка). При этом вода поднимается по стенке камеры, это повышает давление и, вода выплескивается наружу.

Более сложной конструкции является роторный вакуумный насос. Но эта сложность компенсируется тем, что в возможности насоса входит перекачка не только воды, но и более тяжелых масляных жидкостей. Давление в насосе создает ротор с тонкими пластинами, которые вращаются и с помощью центробежной силы втягивают жидкость в емкость, а потом физической силой выталкивает ее.

Мембранный вакуумный насос не имеет никаких трущихся частей, поэтому может использоваться для перекачки очень грязных смесей. С помощью внутреннего маятника и мембраны создается вакуум, который перемещает жидкость через корпус в необходимое место. Чтобы корпус не заклинивал от задержавшегося случайно мусора, насос оснащен специальными клапанами, которые очищают насос.

Глубинный вакуумный насос способен поднимать воду с очень большой глубины (до 30м). Принцип его работы такой же, как и у поршневого, но с очень длинным штоком.

Гидравлический вакуумный насос хорошо перекачивает вязкие вещества, но широкого применения он не получил. Более подробно принцип работы и устройство вакуумных насосов рассмотрим на отдельных его видах.

Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Один из типов вакуумных насосов — водокольцевой вакуумный насос, принцип действия его основан на создании герметичности рабочего объема с помощью жидкости, а именно воды.

Рассмотрим подробно водокольцевой вакуумный насос и его принцип работы. Внутри корпуса водокольцевого насоса находится ротор, который смещен относительно центра немного вверх. На роторе размещено рабочее колесо с лопастями, вращающимися во время работы. Внутрь корпуса закачивается вода. При движении колеса лопасти захватывают воду и центробежной силой отбрасывают ее в сторону корпуса. Так как скорость вращения достаточно большая, то в результате образуется водяное кольцо по окружности корпуса. В середине корпуса получается свободное пространство, которое и будет так называемой рабочей камерой.

Примечание. Герметичность рабочей камеры обеспечивает окружающее ее водяное кольцо. Поэтому такие насосы и называются водокольцевыми вакуумными насосами.

Рабочая камера получается серпообразной формы, и она разделяется лопастями колеса на ячейки. Эти ячейки получаются разного размера. Во время движения газ перемещается поочередно по всем ячейкам, направляясь в сторону уменьшения объема и одновременно сжимаясь. Так происходит большое количество раз, газ сжимается до необходимой величины и выходит через нагнетательное отверстие. Когда газ проходит через рабочую камеру, он очищается и выходит наружу уже чистым. Это свойство оказывается очень полезным для откачивания загрязненных сред или насыщенных паром газовых сред. Вакуумный насос во время работы постоянно теряет небольшое количество рабочей жидкости, поэтому в конструкции вакуумной системы предусмотрен резервуар для воды, которая потом по принципу работы возвращается назад в рабочую камеру. Это необходимо еще и потому, что молекулы газа сжимаясь отдают свою энергию воде, тем самым нагревая ее. И чтобы избежать перегрева насоса, вода охлаждается в таком отдельном резервуаре.

Подробно посмотреть, как устроен водокольцевой вакуумный насос и принцип его работы можно на видео, предложенном ниже.

Работа пластинчато-роторных насосов

Пластинчато-роторный вакуумный насос относится к числу масляных насосов. В середине корпуса находится рабочая камера и ротор с отверстиями, который расположен эксцентрично. На роторе установлены лопатки, которые могут перемещаться по этим щелям под воздействием пружин.

работа пластинчато-роторных насосов

Рассмотрев устройство, теперь рассмотрим, какой имеют роторные вакуумные насосы принцип работы. Газовая смесь попадает в рабочую камеру через входное отверстие, продвигается по камере под воздействием вращающегося ротора и лопаток. Рабочая пластина, отталкиваясь пружиной от центра, прикрывает собой входное отверстие, уменьшается объем рабочей камеры, и газ начинает сжиматься.

Примечание. Во время сжатия газа возможно выпадение конденсата за счет насыщения пара.

Когда сжатый газ выходит наружу, вместе с ним выходит и образовавшийся конденсат. Этот конденсат может плохо повлиять на работу всего насоса, поэтому в конструкции пластинчато-роторных насосов еще необходимо предусматривать газобалластное устройство. Схематично посмотреть, как работает роторно-пластинчатый вакуумный насос, принцип работы его, можно на рисунке ниже на примере насоса Busch R5. Как уже упоминалось, пластинчато-роторный насос – это масляный насос. Масло необходимо, чтобы устранить все зазоры и щели между лопатками и корпусом, и между лопатками и ротором.

пластинчато-роторный насос

Масло в рабочей камере смешивается с воздушной средой, сжимается и выходит в масляную емкость. Воздушная смесь более легкая переходит в верхнюю камеру сепаратора, где она окончательно очищается от масла. А масло, вес которого больше, оседает в масляной емкости. Из сепаратора масло возвращается на впуск.

Примечание. Качественные насосы очищают воздух очень тщательно, потерь масла практически нет, поэтому подливать масло в такие насосы необходимо крайне редко.

Принцип работы насоса ВВН

ВВН — водяной вакуумный насос, принцип работы которого такой же, как у водокольцевого вакуумного насоса.

принцип работы насоса ВВН

Рабочей жидкостью насосов ВВН является вода. На схеме можно увидеть простой принцип работы насоса ВВН.

принцип работы насоса ВВН

Движение ротора насоса ВВН происходит непосредственно двигателем через муфту. Это обеспечивает большие обороты ротору, и как следствие, возможность получения вакуума. Правда, вакуум насосы ВВН могут создать только низкий, из-за этого их называют насосами низкого давления. Простые насосы ВВН могут откачивать газы, насыщенные парами, загрязненные среды, и при этом очищать их. Но состав должен быть неагрессивным, чтобы чугунные детали насоса не повредились в результате реакции с химическим составов газа. Поэтому существуют модели насосов ВВН, детали которых изготовлены из титанового сплава или сплава на основе никеля. Они могут откачивать смесь любого состава, не боясь возникновения повреждений. Насос ВВН, в силу своего принципа работы, выполняется только в горизонтальном исполнении, а газ поступает в камеру сверху по оси.

Основные типы вакуумного насоса и правила выбора

Основные типы вакуумного насоса и правила выбора

Вакуумный насос обладает отличными эксплуатационными качествами

Вакуумный насос является прибором для откачки паров или газов до необходимого уровня. Подробнее разобрав типы вакуумных насосов, можно увидеть, что каждый имеет различные параметры, скорость откачка газа, максимальное давление при выпуске веществ.

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.

Основные типы вакуумного насоса и правила выбора

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.

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.

Основные типы вакуумного насоса и правила выбора

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.

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.

Основные типы вакуумного насоса и правила выбора

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.

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:

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.

Виды высоковакуумных насосов

Такой тип насосов предназначен для разрежения давления. Принцип действия может отличаться при работе с форвакуумным насосом, который обеспечивает надлежащую планку для разрежения.

Имеется несколько разновидностей насосов:

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

Диффузионные насосы применяются при 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. Главное условие работы магниторазрядного насоса состоит в том, что титан распыляется с газом в одинаковых количествах.

Основные типы вакуумного насоса и правила выбора

Принцип работы вакуумного насоса показан на иллюстрации

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

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

Принцип работы агрегата и сферы применения

Давление и объем камеры – ведущие составляющие действий этого вида насоса. В случае неполадок может произойти заполнение пространства газом с давлением, ниже атмосферного. Молекулы в газообразном либо жидком состоянии неизменно направляются к областям низкого давления. При заборе среды газа следует подключить форвакуумный насос. Если устройство понижает давление, но без нужной скорости, можно подключить дополнительный агрегат. Замена происходит в случае, если новый механизм обеспечит необходимый объем вакуума и будет обладать нужными характеристиками.

При этом имеется ряд условий:

  • Устойчивость перед агрессивной средой;
  • Неблагоприятная среда не смешается с воздухом или газом.

Применение водокольцевых и гидравлических насосов вместе создает высокие характеристики и производительность. Они экономят энергию. И насосная станция использует их, обеспечивая работу больших насосов.

Водокольцевой насос, применяемый по стандартной схеме, совершенно не подходит для откачки токсичного газа.

Обладая функциями высушивания и обезвоживания, вакуумный насос широко распространен в фармацевтике и пищевой промышленности. Это может быть откачка воздуха или высушивание кожи, устранение примесей в металлургии, производство материалов. Такое оборудование применяется также в нефтегазовой и химической промышленности, сельском хозяйстве.

Основные типы вакуумного насоса и правила выбора

Если вы не имеете опыта, то выполнять ремонт насоса самостоятельно не рекомендуется

Установка холодильных устройств также не обходится без применения вакуум-насоса. Порой происходит сталкивание с ним и в повседневной жизни: упаковка продуктов, экономия пространства при герметизации путем понижения воздуха, создание тяги в различных конструкциях. Работа транспорта также требует присутствия вакуумных насосов, например, чтобы усилить управление или тормозной привод. А электровакуумный вид оборудования необходим для тормозной системы машины.

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.

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Вакуумный насос представляет собой прибор, предназначенный для откачки атмосферного воздуха, газа или пара из замкнутой системы. В результате работы устройства в ней образуется вакуум. Рассмотрим назначение, принцип работы, виды и лучшие модели вакуумных насосов.

Назначение и принцип работы

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Вакуумные насосы применяют в следующих случаях:

  • плавка твердых металлов;
  • деревообработка;
  • производство бумаги и сопутствующих материалов;
  • хранение реагентов в лабораторных условиях;
  • испытание деталей в вакууме;
  • производство отдельных электронных компонентов.

Принцип работы устройства относительно прост. За счет движения механических частей внутри него создается отрицательное давление. Благодаря нему их системы, с которой работают, устраняют воздух, иной газ или пар.

Разновидности

В зависимости от принципа работы вакуумные насосы делят на несколько типов:

  • пластинчато-роторные;
  • центробежные;
  • водокольцевые;
  • диафрагменные (мембранные);
  • Рутса;
  • турбомолекулярные.

Рассмотрим каждый вид более подробно.

Пластинчато-роторные

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

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)

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

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 10 5 до 10 2 Па);
  • средневакуумным (от 10 2 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.

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.

Лучшие пластинчато-роторные модели

Pfeiffer Vacuum DuoLine

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Технические характеристики:

  • габариты 127х172х61 см;
  • вес 9,6 кг;
  • расход 1,25 м 3 /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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Технические характеристики:

  • габариты 59х34х27 см;
  • вес 57 кг;
  • расход 10 м 3 /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.

Лучшие водокольцевые варианты

NASH 905 L

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Технические характеристики:

  • габариты 218х124х132 см;
  • вес 120 кг;
  • расход до 22 000 м 3 /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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Технические характеристики:

  • габариты 185х125х102 см;
  • вес 105 кг;
  • расход до 270 м 3 /час;
  • максимальное значение давления до 10 МБар.

Экономичный, но в то же время производительный насос. Обеспечивает перекачивание почти 300 м 3 газа в час. Не требует постоянного подвода воды. Нуждается в минимальном техническом обслуживании. Поставляется с завода полностью готовым к работе.

Лучшие мембранные аппараты

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие моделиChemker 300

Технические характеристики:

  • габариты 218х124х132 см;
  • вес 20 кг;
  • расход до 22 000 м 3 /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

Вакуумные насосы: назначение, принцип работы, лучшие модели

Технические характеристики:

  • габариты 20х10,5х0,99 см;
  • вес 2 кг;
  • расход до 0,6 м 3 /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.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-обзор вакуумных насосов и принцип их работы

Ссылка на основную публикацию