Принцип работы вакуумных насосов различных типов, их особенности

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.

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.

Вакуум в быту

Пригодится вакуумный насос и дома, с помощью ручного вакуумного насоса для откачки воздуха можно прочистить засорившиеся канализационные трубы, законсервировать продукты, сохранив их надолго свежими, надежно упаковать вещи.

Еще совсем недавно чтобы сохранить продукты свежими их помещали в холод, затем была придумана морозильная камера мгновенной заморозки, но там всегда присутствовал кислород, который контактируя с продуктами окислял их, ограничивая время хранения. И, вот, относительно недавно были предложены бытовые вакуумные насосы.

С помощью этих приспособлений хранить свежие продукты стало намного проще, например, свежая зелень, мясо, рыба, ягоды, фрукты помещается в специальные емкости или герметичную упаковку, из емкостей откачивается воздух и помещенные в холодильник продукты хранятся длительное время без заморозки. В таком виде продукты не теряют полезных свойств и вкусовых качеств.

Применение ручного вакуумного насоса для откачки воздуха из банок, легко решает вопрос с консервацией. Такая крышка имеет в верхней части клапан, через который насосом откачивают воздух из банки. Изделия сделано из специальных пищевых прочных пластмасс и предназначены для многократного применения. В нижней части крышка имеет резиновые уплотнения для плотного контакта с банкой. Все просто, но определенные технические требования есть:

• необходимо чтобы поверхность края горловины банки была ровной;
• крышки не кипятятся, так – как силиконовое уплотнение может испортиться.

Для открытия крышек достаточно нажать на клапан сверху крышки и воздух попадет вовнутрь, позволив легко отделить крышку от горловины банки.

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.

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.

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.

Как выбрать наиболее подходящий вариант

Перед тем, как подобрать вакуумный насос, агрегат нужно изучить.

Хороший прибор:

1. Помогает создать оптимальные показатели давления, за счет чего система дольше и эффективней функционирует.
2. Удобен в работе. Желательно, чтобы прибор был легким, не слишком вибрировал и был оснащен индикатором, показывающим количество масла. Это упростит работу с ним и техническое обслуживание.
3. Может использоваться в разных условиях.

Во время выбора агрегата для откачки смеси из кондиционера следует учитывать размеры трубопровода, а также продолжительность срок эксплуатации.

Какой вакуумный насос выбрать, определить можно, после изучения параметров и технических характеристик.

Чтобы прибор успешно выполнял свое назначение, покупку нужно осуществлять с учетом:

1. Периода, за который прибор может работать без остановки. Ведь холодильный контур нужно за короткий срок избавить от лишнего объема воздуха. Бесперебойной деятельности должно хватить, чтобы процедуру удалось довести до конца. Процесс образования вакуума длится не больше 30 минут.
2. Мощности вакуумного насоса. Этот показатель влияет на скорость работы прибора. Если он достаточно мощный, он позволит компенсировать непродолжительность периода беспрерывного функционирования.
3. Длины трассы холодильного контура. От этого показателя зависит мощность и беспрерывность работы агрегата.
4. Уровня производительности. Этот параметр должен быть таким же, как и количество воздуха, который нужно вывести из системы. У насосов современных производителей показатели производительности достигают 40-150 кубических дециметров в минуту. Учитывая это, можно сделать вывод, что самая мощная модель, работая без перерыва, откачает 4,5 кубометра воздуха.
5. Веществ, с которыми он будет контактировать. Коррозионные и едкие реагенты приводя к повреждению обычного вакуума. Поэтому для таких ситуаций понадобится устройство, изготовленное их фторопластов, устойчивых к химическим веществам. Для неагрессивных паров вроде воздуха или паров чистой воды, подходят стандартные насосы.
6. Необходимости контроля вакуума. Для простых операций подойдет прибор с тумблером вкл./выкл. Если нужно строго соблюдать регламент и контролировать процесс, потребуется агрегат с вакуум-контроллером с подключением к компьютеру.
7. Необходимости встроенного конденсатора. Во время проведения вакуумной перегонки и сушки устройство наполняется определенным количеством конденсирующих паров. Его нужно защитить от проникновения капель конденсата внутрь. Для этого используется специальный каплеотбойник. Чтобы избежать вытекания конденсата из выхлопной линии прибора, выхлоп насоса связывают с колбой приемником с обратным холодильником.

При выборе помпы для откачки воздуха нужно учитывать особенности технического обслуживания механизма. Если он работает с использованием масла, то детали изнашиваются медленнее за счет снижения трения между ними.

Но для сохранения прочности и эффективности устройства необходимо осуществлять обслуживание каждые 12 часов. Также не обойтись без использования холодовой ловушки, так как от масла выделяется жирные испарения, оседающие на отдельных элементах и затрудняющие работу насоса. Ее устанавливают на входе, чтобы в вакууме не образовывались пары масла.

Если нет холодовой ловушки, то следует проверять цвет масла, которое будет использоваться для смазки насоса, чтобы избежать его порчи. Еще один недостаток в том, что их нельзя применять в определенных устройствах. Это особенно касается задействованных в пищевой промышленности, так как частицы масла могут попасть на устройства, а оттуда на продукты питания.

С сухими насосами дело обстоит гораздо проще. Отсутствует вероятность загрязнения смазочной жидкостью и не требуется особое техническое обслуживание. Но они проявляют плохую устойчивость к влаге и чувствительны к повышенным температурам.

Масляные насосы лучше тем, что способны длительное время работать без перерыва, а детали медленнее изнашиваются.

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.

Дополнительные критерии выбора

Приборы необходимы в промышленности и бытовой жизни. В зависимости от потребностей, следует выбрать подходящий тип вакуума. Рынок представлен изделиями китайского, испанского, итальянского, американского производителя. Они предлагают покупателям высококлассные агрегаты и небольшие машины для домашнего использования.

Перед тем, как подобрать вакуумный насос, необходимо выбрать производителя.

Хорошо зарекомендовали себя:

1. Вакууммаш. Он выпускает масляные насосы, работающие без жидких масляных смазок, а также изделия водокольцевого типа.
2. ERSTEVAK. Производит устройства, формирующие 1 мбар давления. Компания занимается водокольцевыми, вихревыми и пластинчато-роторными механизмами.
3. BUSCH. Выпускает стандартные виды вакуумного оборудования разной ценовой категории. Производство основано на диффузных, турбомолекулярных, выхревых и других популярных механизмах. Компания завоевала популярность во всем мире продукцией среднего и высокого класса.
4. Refco. Это Швейцарская компания, выпускающая надежное оборудование, использующееся для обслуживания кондиционеров.
5. ERRECOM. Это итальянская компания. Она работает с высококачественными приборами, отличающимися длительным сроком эксплуатации.
6. CPS. Американская компания, выпускающая разнообразное оборудование, с помощью которого можно обслуживать климатическую технику.
7. VALUE, ZENSEN, Favorcool – это китайские марки. Их продукция качественная, имеет достойные технические характеристики. По качеству техника не хуже европейских брендов.

Без вакуумных насосов невозможна эффективная работа многих систем, в том числе и кондиционирования. Он помогает удалить лишние газы и пары, за счет чего снижается нагрузка на компрессор и увеличивается срок службы агрегата. Перед покупкой агрегата стоит ознакомиться с характерными особенностями моделей. Предпочтение следует отдавать надежным производителям.

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.

Преимущества и недостатки

Оборудование, работающее по принципу вытеснения жидкости, обладает многочисленными преимуществами, что, несомненно, сказывается на его популярности на рынке.

К преимуществам вакуум насосов принято относить следующее:

• автономность работы;
• возможность последовательного соединения нескольких установок;
• отличные показатели экологичности;
• минимальный уровень шума;
• хорошая скорость работы;
• ремонтопригодность и простота обслуживания;
• надежность конструкции.

К недостаткам техники этого типа принято относить её повышенную чувствительность к чистоте рабочей жидкости. Большинство разновидностей таких насосов могут работать лишь с чистой водой без ила и песка.

В отдельных случаях даже требуется предварительно ставить фильтровальные колонки и пескоулавливатель, что позволяет исключить выход из строя дорогого оборудования по причине его загрязнения и заклинивания.