Вакуумные насосы

Какое разряжение создает вакуумный насос

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.

Навигация:

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.

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.

Лучшие одноступенчатые вакуумные насосы

Техника этого класса отличается наличием одной камеры, простой конструкцией, способностью долго и интенсивно работать. Приборы используют при организации работы холодильных установок, кондиционеров для удаления воды и воздуха. Отличительной особенностью является низкая цена. Наши эксперты сравнили работоспособность 7 моделей и остановили выбор на 3 устройствах, которые выделяются надежность, ремонтопригодностью.

Мегеон 98033

Разработка российских инженеров характеризуется небольшими размерами, стабильной работой. Техника предназначена для использования на предприятиях пищевой промышленности, в сервисных центрах по ремонту кондиционеров, торгового оборудования. Простая конструкция делает модель актуальной для учебно-исследовательских лабораторий.

Установленный электрический двигатель потребляет небольшое количество энергии, работает с незначительном уровнем шума. При незначительной мощности откачивает до 170 литров воздуха за минуту, что значительно выше производительности ручных моделей, используемых в институтах и университетах. При производстве компания применяет станки, которые создают детали с прецизионной точностью. Это положительно сказывается на сроке службы.

Достоинства:

  • Устойчивая платформа;
  • Минимальный уровень вибрации;
  • Удобная ручка для переноски;
  • Предельный вакуум 5 Ра.

Недостатки:

Не обнаружены.

В конструкции электрического вакуумного насоса используется масло собственной разработки «Мегеон 98800», которое обеспечивает высокую эффективность работы гаджета. Замена смазочных материалов производится быстро, полная заправка всего 250 мл.

Value VE-125N

Пластинчато-роторная модель, разработанная в Тайване. Является хорошей альтернативой недорогим российским, белорусским и украинским девайсам. При скорости откачки в 70 л/мин обеспечивает предельное парциальное давление в 2 Па. Это один из лучших показателей в классе. Электродвигатель работает от однофазной сети, потребляет мало энергии, что повышает рентабельность применения.

Вход подходит под стандартные тройники вакуумных коллекторов, может применяться в сельском хозяйстве для подключения к доильным аппаратам. Находит применение в пищевой промышленности при упаковке полуфабрикатов и продуктов. Рассчитан на интенсивное применение за счет установки форсированной системы циркуляции масла.

Достоинства:

  • Небольшой вес и размер;
  • Рукоятка для переноски;
  • Низкая цена;
  • Большое смотровое окно для контроля над уровнем масла;
  • Простое обслуживание.

Недостатки:

Маленькая по площади платформа основания.

UED-Lab 115-SG

Небольшой вакуумный насос для воды, пара, инертных газов укомплектован электромагнитным клапаном. Электромотор устройства потребляет незначительный объем энергии, работает тихо, но эффективно. Обеспечивает глубину предельного вакуума до 10 Па, что позволяет продуктивно фильтровать жидкости через угольный фильтр, работать с воронками Бюхнера.

Ротор и лопатки изготовлены из износоустойчивых материалов, что гарантирует длительный срок службы. Для контроля над основным рабочим параметром установлен стрелочный манометр. Максимальный объем масла не превышает 250 мл, замена смазочной жидкости не вызывает трудностей у неподготовленного персонала.

Достоинства:

  • Устойчивое основание;
  • Удобная для захвата рукоятка;
  • Небольшой уровень вибрации и шума;
  • Простое подключение.

Недостатки:

Слабая производительность.

Лучшие гидравлические насосы

Как сделать вакуумный насос – подготовка и план работ

Изготовить агрегат для использования в быту своими руками достаточно просто. Хорошим вариантом самодельного прибора станет вакуумный насос из компрессора от холодильника. Для изготовления потребуется подготовить:

  • Компрессор от холодильника;
  • Фольга из латуни;
  • Стальной уголок, размером 2,5×2,5 см;
  • Устойчивые к воздействию масел трубки;
  • Кусок линолеума;
  • Сварочный аппарат и плоскогубцы;
  • Паяльник и ножовка для работы с металлом.

Процесс изготовления насоса своими руками выглядит следующим образом:

  1. Вначале потребуется спилить верхнюю часть компрессора ножовкой;
  2. Далее нужно извлечь мотор, подвешенный на пружинах внутри корпуса;
  3. После этого необходимо соединить медные трубки из корпуса с подготовленными трубками, имеющими устойчивость к маслу. При этом трубки должны состыковаться с плюсом и минусом на моторе. Лишние части потребуется срезать;
  4. Разрезанный корпус нужно оборудовать крышкой. В закрытом положении между крышкой и корпусом должны оставаться открытые стыки, чтобы масло могло стекать вниз. Крышку лучше всего изготовить из фольги, применив паяльник. Внешнюю часть элемента нужно обить линолеумом, а к внутренней поверхности прикрепить ребра жесткости.

Вакуумный насос из компрессора, изготовленный своими руками, прослужит длительное время и будет незаменимым помощником в быту. Благодаря простоте конструкции из подручных материалов, владельцу будет очень просто выполнить ремонт, не покупая дорогостоящие запчасти.

Важные критерии выбора

При выборе насоса необходимо обратить внимание на несколько важных критериев. Первый и основной – это давление, которое обеспечивает устройство

В зависимости от этой характеристики оно может быть:

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

Наиболее низкое давление обеспечивают центробежные и водокольцевые вакуумные насосы. Однако у различных моделей этот показатель разный

Поэтому при выборе в первую очередь следует обращать внимание не на тип прибора, а на его технические характеристики

Следующий немаловажный параметр – габариты. Для устройств, которые будут использоваться на предприятиях, они не столь важны. А вот если прибор планируется применять в относительно небольшой лаборатории или медицинском учреждении, размеры очень важны. При этом нужно добиться оптимального соотношения габаритов и технических характеристик оборудования.

Какой вакуумный насос используете Вы?ВодокольцевымМембранным

Также следует обратить внимание на химическую совместимость насоса. Не все модели рассчитаны на использование с веществами, которые активно взаимодействуют с различными поверхностями

Перед покупкой придется проанализировать, с какими соединениями будет вестись работа и изучить, какие устройства способны с ними функционировать без ущерба для себя.

Еще один важный параметр – расход. Фактически он характеризует мощность прибора. Под расходом подразумевают количество газа, которое оборудование прогоняет через себя за единицу времени. Чем он выше, тем быстрее удается добиться нужных показателей давления в системе.

Как выбрать вакууматор для кондиционера?

Выбрать его для необходимо с учетом:

  • технических характеристик кондиционера, который будет создавать оптимальный микроклимат в помещении;
  • длительности использования устройства;
  • величины трубопровода, из которого откачивается газовая смесь.

При этом аппарат для вакуумирования должен соответствовать следующим требованиям:

  • обеспечивать определенный уровень давления, гарантирующий эффективную и продолжительную эксплуатацию кондиционера;
  • удобство в работе, которое подразумевает приемлемый вес, индикатор уровня масла, низкий уровень вибрации, иметь набор штуцеров и клапан для выпуска балластного воздуха т.д.;
  • возможность работы в различных условиях.

Область применения вакуумных насосов

Вакуум широко применяется в различных технических устройствах. Он позволяет снизить температуру кипения для воды или химических жидкостей, провести 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 других 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 другого оборудования с повышенными требованиями к отсутствию влаги;
  • для нормального функционирования автоматических конвейерных линий, использующих в качестве увлечений вакуумные присоски;
  • при оборудовании производственных и научно-исследовательских лабораторий;
  • в медицине при эксплуатации дыхательных аппаратов и стоматологических кабинетов;
  • в полиграфии для фиксации термоплівок.

Проектирование вакуумных систем

Самым важным этапам проектирования вакуумной системы является подбор правильных компонентов, которые будут отлично совмещаться друг с другом, но также важно, чтобы эти компоненты соответствовали задаче, для которой собирается вакуумная система. Для каждой задачи могут понадобиться устройства с совершенно разными параметрами

Стоит определиться с типом вакуумной системы, так как по назначению они разделяются на несколько категорий. Системы низкого вакуума чаще всего используют для процессов связанных с упаковкой, системы среднего вакуума являются самыми распространенными и используются практически во всех направлениях от металлургии до фармацевтики

Для каждой задачи могут понадобиться устройства с совершенно разными параметрами. Стоит определиться с типом вакуумной системы, так как по назначению они разделяются на несколько категорий. Системы низкого вакуума чаще всего используют для процессов связанных с упаковкой, системы среднего вакуума являются самыми распространенными и используются практически во всех направлениях от металлургии до фармацевтики.

Реже можно встретить системы высокого и сверхвысокого вакуума, они применяются только для высокотехнологичных, сложных и специфических установок в некоторых отраслях промышленности.

Далее стоит определиться с местом, где будет использоваться система, если помещение требует особой чистоты и категорически противопоказаны масляные испарения (например, пищевая промышленность, медицина и так далее), то в составе системы должен быть безмасляный (сухой насос)

Если же помещение допускает работу насосов с применением масла, можно использовать масляные устройства, но тогда стоит обратить внимание на загрязненность самого помещения, так как может понадобиться специальное оборудование с особой устойчивостью к процессам коррозии

Но лучше всего доверить эту процедуру квалифицированному и опытному специалисту. Большинство компаний, которые занимаются сборкой и реализацией вакуумных систем также оказывают услуги и по их проектированию. Заказчику необходимо только сообщить входные параметры, сферу применения и прочие нюансы будущей эксплуатации устройства и специалисты составят оптимальный проект и смогут собрать по нему устройство, которое точно справится с поставленными задачами.

1 Какие особенности вакуумных насосов для откачки воздуха?

Всё вакуумное оборудование, для более понятного ознакомления, имеет смысл рассматривать как некое подобие компрессоров, которые в процессе работы выполняют уменьшение атмосферного давления, а не нагнетают его.

Как вы знаете, повышение давления воздуха в замкнутом пространстве получается в результате его сжатия, в результате чего количество столкновений между молекулами за отдельно взятый промежуток времени растет, вакуум же – наоборот, получается в результате сведения числа столкновения молекул между собой к минимуму.

На практике, вакуум, посредством воздушно вакуумного насоса, создается в результате принудительного удаления молекул воздуха из герметичного пространства (рабочей камеры насосы).

Откачка воздуха из замкнутой среды приводит в результате увеличение его плотности (сжимания), и дальнейшего выброса к напорному патрубку, что приводит к уменьшению абсолютного давления оставшегося в системе воздуха. Как только давление в ней приближается к минимальным показателям атмосферного столбика, считается, что технический вакуум создан.

Интересной особенностью оборудования для создания вакуума, которую обязательно необходимо учитывать при его выборе, является то, что ни один насос для откачки воздуха не может изменить давление ограниченной системы, больше, чем на показатель номинального атмосферного давления воздуха.

А атмосферное давление, как известно, разнится в зависимости от конкретно взятого места (от температуры воздуха и высоты над уровнем моря, если быть точным). Что из этого следует на практике: оборудование, способное создавать разрежение давления в 730 мм ртутного столбца, при атмосферном давлении, допустим, 700 мм ртутного столба (возьмем для примера Читу).

Мобильный бытовой вакуумный насос с манометром

Сможет обеспечить разрежение воздуха на: 730×700/760 = 672 мм.рт.ст. Взятый для расчета показатель 760 мм.рт.ст – это стандартное атмосферное давление при температуре в 15 градусов, на территории, находящейся на уровне моря.

1.1 Принцип работы

Принцип работы вакуумных насосов заключается в откачке газов (воздуха), из герметичной рабочей камеры. В процессе откачки воздуха происходит изменение объема полостей замкнутой системы, в результате чего в ней происходит перераспределение молекул воздуха. То, каким образом выполняется откачка, зависит непосредственно от типа агрегата.

Большая часть вакуумных насосов работает по методу вытеснения, при котором, качество понижения давления в рабочей камере напрямую зависит от уровня её герметичности, которую могут нарушить даже малейшие механические загрязнения.

Для создания максимально герметичной рабочей камеры, производители используют самые разнообразные технологии уплотнения, при этом, обязательной частью любого вакуумного насоса является механический фильтр, который очищает перекачиваемую среду от пыли и твердых частиц.

Существует три этапа фильтрации, для каждой из которых нужен отдельный фильтр: масляный фильтр, воздушный фильтр на всасываемый воздух и выхлопной фильтр, который удаляет пары масла из выхлопных газов вакуумных насосов.

Принцип работы насосов для откачки воздуха схож с технологией, лежащей в основе функционирования воздушных компрессоров.

Пластинчато-роторный вакуумный насос

Главным отличием между ними является то, что вакуумный агрегат выполняет всасывание воздуха в герметичную систему, и последующее его удаление, при котором, давление воздуха на всасывающем патрубке обязательно меньше, чем существующее атмосферное давление, а при максимальных показателях вакуума оно вообще приближено к нулю.

Остальные отличие между воздушными вакуумными насосами и компрессорами следующие:

  • Вакуумные агрегаты не могут создавать давление, разница которого с номинальным атмосферным давлением больше, чем 760 мм. рт. ст;
  • Количество воздуха, который выкачивает из системы вакуумник, с каждым тактом откачки уменьшается, по мере уменьшения давления в замкнутой системе, в то время как компрессор обладает постоянной производительностью;
  • Поскольку количество воздуха, при высоких показателях вакуума, которое проходит через насос минимальное – все тепло, которое выделяется во время работы насоса, рассеивается в середине корпуса агрегата, что делает его устойчивым к перегреву, в отличие от компрессора.

Особенности водокольцевого вакуум-насоса

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

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

Перед покупкой вакуумного насоса следует проконсультироваться с продавцом

Они имеют ряд привилегий:

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

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

Области применения вакуумного оборудования

Изобретение агрегатов для вакуумирования позволило человеку решить массу проблем. Сегодня вакуумные насосы успешно используются во многих сферах, среди которых можно выделить:

  • Защита окружающей среды – для этого применяются приборы с очистным фильтром и контейнерами. Они отличаются компактностью и низким уровнем шума;
  • Полиграфия – в этой сфере применяется водоструйный насос, помогающий при копировании, сканировании и подготовке изображений;
  • Пищевая промышленность – в этой области промышленные насосы эксплуатируются для подготовки фруктов, овощей и мясных изделий, а также для их дальнейшей расфасовки по вакуумным контейнерам;
  • Медицина – в этой отрасли применяются мини-вакуумные приборы и трубки для дыхательных путей и откачивания крови;
  • Химическая промышленность – здесь форвакуумный насос используется для сжатия газов, а также перегонки веществ и продуктов их распада;
  • В хозяйстве – в этой отрасли используется фекальный вакуумный насос, который быстро справиться с очисткой выгребных ям и других резервуаров с нечистотами.
  • В спасательных службах – в этой области используется шиберный насос, обладающий высокой мощностью и сравнительно крупными габаритами. Он позволяет выкачивать воду для обслуживания автомобилей, применяемых для пожаротушения.

Вакуумные насосы также нередко используются в строительстве, фармакологии и на нефтедобывающем производстве. Они выкачивают газообразные вещества, очищая основной продукт от посторонних примесей.

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.

Вакуумные насосы высокого вакуума

Другими словами, высоковакуумные агрегаты. Вакуумные насосы высокого вакуума предназначены для создания стабильной высокой вакуумной среды. Оборудование представлено механической группой установок. К ней относят парортутные, паромасляные и турбомолекулярные компрессоры. Они имеют различную производительность и мощность. Оборудование работает как самостоятельная единица техники, так и в комплексе с подобными установками. Это позволяет выполнять сложные технологические процессы.

Турбомолекулярные насосы

Агрегаты откачивают рабочее вещество посредством передачи движения молекулами. К этому классу техники относят диффузионные молекулярные, водоструйные и эжекторные установки. Они характеризуются высокой производительностью, экономичностью расхода электрической энергии, практичностью, надежностью и долговечностью. Принцип действия агрегатов аналогичен: всасывание и нагнетание вещества происходит с помощью передачи импульса его молекулам.

Ионный насос вакуумный

Принцип функционирования установки основан на процессе ионизации газовых смесей с помощью электрического разряда. Ионный насос вакуумный не так востребован в промышленности, как другие компрессоры. Он имеет сложную конструкцию, и потребляет большое количество электрической энергии во время работы.

Установки используют в оснащении насосной системы. Комбинированные ионные насосы: ионно-сорбционные и ионно-геттерные. В них сорбционный процесс сочетается с ионизацией. Это дает возможность использовать агрегаты в нанесении пленочных покрытий различной структуры и предназначения. В результате действия подобного оборудования происходит соединение молекул рабочего вещества и их осаждение на поверхности.

UK VODOKANAL