В быту водяной вакуумный насос используется достаточно редко, что связано со спецификой его работы. Это оборудование больше ориентировано на производственную и промышленную сферы, где требуется создание вакуума (разреженной среды) условий для вытеснения газа, пара или воздуха.
Принцип работы всего оборудования одной линейки одинаков – за счет работы мотора элиминируется пар или газ с изменением объема рабочей камеры. Разнятся между собой образцы характеристикой работы в зависимости от числа оборотов, объема и показателей расхода охлажденной воды и т.д.
Как работает?
По принципу действия, вакуумные насосы элиминируют газо- и парообразные среды и воздух. Независимо от устройства и вида модели, все вакуумные помпы работают по принципу действия вытесняющего момента. Такая же работа характерна и для объемных и даже поршневых насосов, которые также сперва вытесняют, а после уже перегоняют рабочую среду.
Плотность вакуума и его достаточность определяются по герметичности внутреннего пространства, которое создается не только за счет герметичных стыков, но и одновременной работы колес, пластин и золотников.
Величина вакуума зависит от герметичности и исправности всех деталей агрегата
За герметичность отвечает специальное вакуумное масло, которое полностью нивелирует возможность утечки газа или пара. Вязкая структура масла закрывает все трущиеся детали, а его плотности достаточно для того, чтобы закрыть и все возможные зазоры.
Устройство и принцип действия помпы сводятся к тому, чтобы сперва максимально снизить давление за определенный промежуток времени, чтобы в уже разреженной среде вытеснить пар или газ. И тут важно понимать взаимосвязь этих процессов, так как, например, если газ/пар уже выбран, а давление не снижено и рабочая поверхность не изменена, простой вакуумный насос уже не справится. Нужно подключать форвакуумный, который уже и начнет снижать давление до нужного уровня.
Разновидности агрегатов
Вытесняющий роторный агрегат Рутса
Вся линейка оборудования относится к категории вытесняющего оборудования, которое работает исключительно «на сухую». В зависимости от функционала, скорости снижения давления и вытесняемой среды, выделяют следующие виды:
- форвакуумные (вращательного типа);
- высоко-вакуумные (турбомолекулярные, пароструйные, паромасляные);
- молекулярные (эжекторные, водоструйные, диффузионные).
Если брать, к примеру, масляный вакуумный насос, то они делятся на такие подгруппы:
- пластинчатороторные;
- пластинчатостаторные;
- золотниковые.
В устройство вакуумного насоса, вне зависимости от типа, входят такие элементы:
- мотор;
- кольца;
- уплотнения и перепускной патрубок;
- индикатор уровня вакуумного масла;
- стационарный и мобильный подшипники;
- рабочая камера;
- патрубок отвода масла;
- выпускной патрубок для отвода газа/пара.
Кольца на стадии сборки покрывают плотным слоем специального масла, исключающего риск повреждения при трении деталей.
ВИДЕО: Вакуумный насос. Как работать, для чего, виды
Общая схема функционирования
Устройство и принцип работы вакуумного насоса основано на резком снижении рабочего давления до определенной отметки с последующим вытеснением газа, пара или воздуха. В момент работы в герметичной емкости создается вакуум (разреженная среда), а вытесненные пары отводятся либо просто наружу либо в специальную емкость.
Молекулы в газообразном или жидком состоянии следуют к зонам со сниженным давлением. Это закон физики, который на практике впервые был реализован еще в 19 веке, когда разработали ртутно-поршневой насос.
Функционирование большинства вакуумных аппаратов во многом зависит от схемы принципа вытеснения. Объем вакуумного пространства, который был получен таким образом, напрямую зависит от того, насколько загерметизирована камера. Это, в свою очередь, зависит от работы внутренних элементов и достаточности специального масла, о котором мы рассказали выше.
Дизельный агрегат
Так, например, стандартный насос может вытолкнуть газ или пар, но не сможет довести уровень давления до низшего предела. Форвакуумный, наоборот, быстро и резко снижает его, но вытеснить всю среду не сможет. Зная такие особенности, можно последовательно подключать агрегаты и доводить задачу до логического завершения.
Если прибор может вытеснить газ, но не снижает давление, подключается по схеме параллельного соединения еще один агрегат, задача которого – снизить до рабочего уровня.
Основные тонкости замены
Замена такого агрегата производится согласно таким принципам:
- При замене деталей или механизмов необходимо выбирать не просто похожие элементы, но с аналогичной производительностью и показателями.
- Заменяющие механизмы или отдельный элемент должны обеспечивать необходимый объем вакуумной полости.
Также при замене подобного оборудования выдвигается еще ряд требований, среди которых особое место занимают:
- показатели стойкости к воздействию агрессивных сред;
- отсутствие риска перемешивания неблагоприятной для работы аппарата среды с газом или жидкостью.
Если говорить о вакуумных водокольцевых насосах, то для более производительной работы их лучше компоновать с гидравлическими. Они применяются как вспомогательное оборудование с целью обеспечения полноценной функциональности крупногабаритных центробежных насосных установок. С помощью таких агрегатов есть возможность установки на насосных станциях «самовсасывающего режима». Что касается экономии, то она достигается за счет сравнительно небольшого уровня заглубления механизмов.
Если же время пуска системы не критично, то можно использовать устройства более медлительные, чем заменяемый аппарат. Это также позволит сэкономить средства.
Заводской водокольцевой насосный блок, который вводится в систему по стандартной схеме, категорически нельзя использовать для откачки токсичного газа. Это обусловлено тем, что последний может вступить в реакцию с балластной жидкостью.
Механизм работы водокольцевого аппарата
Среди всего многообразия подобного оборудования для перекачки воды наибольшей популярностью пользуются водокольцевые установки. В качестве рабочей жидкости в таких устройствах используется дистиллированная вода. В промышленности выгоднее использовать тосол или масло, так как при колоссальных объемах работы на трущихся деталей образуется минимум трещин.
Водокольцевой вакуумный насос
Напомним, при наличии даже малого количества трещин на рабочих элементах невозможно создать герметичную полость.
Механизм функционирования достаточно простой:
- ротор, который располагается эксцентрично, находится в цилиндрической корпусной части, частично заполненной рабочей жидкостью;
- среда перемещается по корпусу за счет движения лопаток;
- этот процесс цикличный.
Рабочей полостью подобного аппарата считается серпообразное пространство, возникающее за пределами жидкостного кольца. А имеющиеся лопатки рабочего колеса делят объем на определенного размера ячейки.
Когда происходит сжатие газа, тепловая энергия отводится к жидкости. При длительном использовании насоса нужно систематически менять рабочую воду, чтоб исключить перегрев оборудования.
Жидкость проникает сквозь гидравлическое уплотнение в районе вала и всасывающих патрубков. Удалить ее можно вместе с газом посредством нагнетательных окон. Также стоит отметить и тот факт, что водокольцевые насосные установки очень просты в использовании и состоят из небольшого числа элементов.
Как работает оборудование
Как для любого другого вида насосного оборудования, существуют определенные критерии выбора. В их числе:
- скорость откачивания среды;
- предварительный (начальный) и предельный (максимальный) вакуум;
- производительность.
Вся информация отражена в техническом паспорте устройства.
Скорость откачивания среды
На этот показатель влияет смена рабочего давления. В зависимости от повышения и снижения, соответственно меняется и скорость – увеличивается или уменьшается.
Предварительный (начальный) и предельный (максимальный) вакуум
Показатели вакуума означают давление, которое образуется на выходе помпы. Начальный уровень – рабочее давление, при котором обеспечена средняя скорость. Максимальный – выбирается в зависимости от перекачиваемой среды, так как не все агрегаты способы отводить откаченный газ.
Производительность
Показатель, определяющий какой объем среды помпа перекачается за единицу времени.
Также можно обратить внимание и на второстепенные показатели работоспособности прибора, в числе которых:
- мощность двигателя;
- рабочей жидкости;
- геометрические параметры насоса и т.д.
Как видно, принцип функционирования вакуумных насосов достаточно прост. Надеемся, эта статья была для вас полезной!
ВИДЕО: Вакуумный насос – познавательный урок