Вакуумные камеры представляют собой специальные устройства, создающие некое ограниченное пространство с вакуумной средой. Аппараты могут использоваться на любых предприятиях и в любой отрасли. Разнообразие технических характеристик и размеров делают их одними из самых универсальных промышленных агрегатов.
Самыми популярными считаются модели с большими размерами рабочего пространства для создания низкого вакуума. Их применяют для высушивания различных материалов, воссоздания условий космического пространства, экспериментальных исследований и еще целого ряда задач.
Содержание:
- Устройство вакуумной камеры
- Вакуумная камера для сушки древесины
- Принцип работы вакуумной камеры
- Уплотнение вакуумных камер
- Производство вакуумных камер
- Как выбрать вакуумный насос для камеры
Устройство вакуумной камеры
Вакуумные аппараты для создания высокого давления изготавливают из прочных материалов, которые не деформируются во время эксплуатации. Элементы конструкции изготавливаются из таких материалов как медь, бронза, алюминий, керамика и многих других. Самыми главными качествами этих материалов должны быть прочность и устойчивость к перепадам давления. Все компоненты соединяются между собой посредством специальных фланцев, гарантирующих прочность и герметичность конструкции. Если в процессе использования оборудования наблюдается высокая степень нагрева, то дополнительно необходимо оснастить детали специальными термоизолирующими прокладками.
Главным элементом установки представляется ее днище. Именно на нем крепятся все остальные компоненты. Форма днища может быть разной, так как все зависит от конкретного назначения устройства. Чаще всего встречаются модели со сферическим, круглым, эллиптическим, плоским или коническим днищем.
Устройство вакуумной камеры
Эллиптические конструкции создаются из прочного листового металла. Такие элементы прекрасно справляются с перепадами давления и при этом гарантируют точность воссоздания заданных условий. Иногда эллиптические модели могут быть заменены коническими. Однако такие устройства распространены гораздо меньше.
Главным недостатком плоского днища является необходимость использования большего количества материала. Особенность конструкции предполагает большую толщину корпуса для соблюдения всех прочностных требований. Но простота изготовления и отсутствие необходимости приобретать дополнительную оснастку делает плоскодонные агрегаты крайне востребованными во множестве областей. Крышка состоит из нескольких элементов. Ее конструктивное исполнение зависит от специфики оборудования и конкретного назначения. Для непрогреваемых аппаратов доступно крепление крышки к корпусу посредством стандартных уплотнений. Если же предполагается значительное увеличение температуры, то изолирующие материалы потребуются совершенно другого уровня.
Вакуумная камера для сушки древесины
Вакуумная камера для сушки древесины мало чем отличается от других подобных агрегатов. Однако она выполняется чаще всего в виде большого цилиндра диаметром от 2 метров. Длина подобных агрегатов может составлять 7 метров. Это оптимальные размеры для большинства производственных задач по сушке.
Так как тут предусматривается некоторый нагрев материала, то особое внимание уделяется теплоизоляции, предотвращающей потерю энергии. Только качественные уплотнения способны гарантировать эффективность и экономичность оборудования.
Вакуумная камера для сушки древесины
Чтобы было удобнее загружать материал во внутреннюю часть, такие устройства оснащаются специальной выдвижной тележкой. Она плавно передвигается по направляющим и гарантирует простоту эксплуатации. При помощи калибровочных прокладок осуществляется укладка древесины слой за слоем и последующей сушки.
Так как сушка древесины предполагает выделения некоторого количества влаги, на стенках может образовываться конденсат. Чтобы этого избежать, инженеры оснащают устройство мощным вентилятором, выводящим влагу через специальный канал.
В устройствах для сушки древесины применяют водокольцевые или золотниковые насосы. Они способны обеспечить нужное давление в вакуумной камере и гарантировать эффективность удаления влаги. Повышение температуры осуществляется посредством циркулярной системы с жидкостным наполнителем. Нагретая жидкость перемещается по трубкам и разносит тепло по всей площади оборудования. Это помогает достичь равномерного интенсивного прогрева материала.
Управляются такие установки посредством автоматических систем, позволяющих тонко настраивать нужную температуру и давление.
Особенность вакуумной сушильной камеры заключается в совместном действии температуры и давления. Такой подход был подобран для того, чтобы не испортить материал слишком высокой температурой. Ведь при низком давлении для испарения влаги вполне достаточно уровня в 45 градусов, который никак не влияет на свойства древесины.
Принцип работы вакуумной камеры
Принцип работы установки заключается в создании определенных условий в ограниченном пространстве. Насосное и нагревающее оборудование способно изменять давление и температуру таким образом, чтобы можно было провести соответствующие процедуры.
Полная изоляция от окружающей среды и высокая прочность стенок позволяют обеспечивать такие условия, которые обычно оказываются недоступными. Современные установки предлагают пользователям очень широкие диапазоны давлений и температур с достаточно простой регулировкой.
Принцип работы вакуумной камеры
Следить за состоянием обрабатываемого или исследуемого изделия можно при помощи установленных датчиков, а также через смотровое окно.
Уплотнение вакуумных камер
Для любых промышленных или исследовательских целей агрегаты подойдут только в том случае, если они способны гарантировать нужные условия с высокой стабильностью. Ни в коем случае нельзя допускать никаких утечек давления или температуры. Поэтому повышенное внимание при создании оборудования уделяется уплотнению корпуса и возможных зазоров.
Уплотнения используются в системах с уровнем разрежения до 133,3х10-12 МПа. Внимание уделяется уплотнению соединений и узлов для изоляции их от воздействия пыли, влаги, света, электрических полей и многого другого. Ну и не стоит забывать о том, что создаваемые внутри условия также не должны выходить наружу.
Уплотнение вакуумных камер
Уплотнения бывают нескольких видов:
- Вакуумные шнуры (круглого, квадратного или прямоугольного сечения);
- Силиконовый профиль;
- Пластины.
Выбор зависит от типа изолируемого узла и степени уплотнения.
Производство вакуумных камер
Агрегаты можно заказать готовые или же договориться с производителем о создании установки по индивидуальным параметрам.
В качестве основного материала корпуса чаще всего используют нержавеющую или черную сталь, покрытую специальными эмалями или порошковой окраской. Покрытие зависит от конкретных требований и условий эксплуатации. Доступно изготовление моделей различных форм, среди которых самыми популярными считаются цилиндрические, прямоугольные и сферические аппараты. Доступное оснащение установки:
- Смотровые окна для наблюдения за ходом обработки изделия;
- Внутренняя подсветка при помощи светодиодов;
- Датчики давления, температуры и влажности;
- Вентиляторы охлаждения;
- Нагреватели
- Паровые установки;
- Полки для размещения образцов.
Для функционирования с эпоксидными смолами лучше подбирать устройство из специальных полимеров, которые легко очищаются от загрязнений.
Производство вакуумных камер
В промышленности приборы широко используются для удаления воздуха из различных материалов. Этот процесс получил название дегазация и является обязательным условием для получения прочного, долговечного изделия из пластика, силикона или смол. Можно найти немало вакуумных камер для дегазации от разных фирм.
От конкретного назначения зависит емкость установки. Можно изготовить как достаточно компактные вакуумные камеры для литья, которые можно передвигать по цеху, так и громоздкие комнаты для сушки древесины.
Метод закрепления крышки также зависит от условий использования оборудования и требований заказчика. Для удобства сейчас современные установки оснащаются удобными крышками с возможностью быстро изолировать внутреннюю емкость от внешней среды.
Для малых предприятий нет необходимости приобретать громоздкое, энергоемкое оборудование. Зачастую вполне достаточно компактных размеров.
Как выбрать вакуумный насос для камеры
Для обеспечения нужных условий во внутренней части устанавливается специализированное оборудование, представляющее собой насос. Эти аппараты могут иметь разную мощность и производительность. Выбор зависит от конкретных требований к камере.
Чаще всего для этих целей используют водокольцевые, пластинчато-роторные или мембранно-поршневые модели.
Пластинчато-роторные насосы для вакуумных камер
Водокольцевые насосы широко используются в промышленности для создания высокого вакуума. Принцип действия основан на вращении внутреннего колеса с лопатками, которое создает вихревые потоки, сжимающие и направляющие газовую смесь. Тут в качестве рабочей жидкости используется обычная вода.
Несколько отличаются по своему действию пластинчато-роторные агрегаты. Они также имеют колесо, которое вращается под действием двигателя. Однако тут сжатие происходит за счет центробежной силы, которая прижимает специальные пластинки к корпусу насоса и создает ячейки для газовой смеси. В процессе движения ротора эти ячейки уменьшаются в объемах и сжимают воздух. А при помощи выхлопного клапана этот воздух под давлением выводится наружу. Подобные аппараты функционируют как с маслом, так и в сухой среде. Безмасляные насосы незаменимы в тех случаях, когда необходимо создать чистую среду без посторонних паров или загрязнений.
Мембранно-поршневые насосы функционируют за счет прочной гибкой мембраны, установленной во внутренней части корпуса. Направляясь внутрь корпуса, воздух постепенно приближается к мембране, а затем проходит через нее. При этом среда пропускается только в одном направлении, что и гарантирует ее сжатие. Изгиб мембраны приводит к тому, что сжатая газовая смесь начинает двигаться по направлению к выхлопному отверстию. Залогом правильного функционирования подобного агрегата является целостность мембраны как таковой. Поэтому важно периодически проводить диагностику и своевременно выявлять любые неисправности.
Окончательный выбор насосного оборудования будет зависеть от производительности и степени разрежения среды. Подбор этих характеристик осуществляется на основании конкретных требований к выполнению производственных или исследовательских работ.