Содержание:
- Типы вакуумных насосов
- Назначение вакуумных насосов
- Форвакуумный насос для низкого разрежения
- Пластинчато-роторные установки
- Высоковакуумные турбомолекулярные насосы
- Преимущества водокольцевого вакуумного насоса
- Криогенные высоковакуумные насосы
- Сравнение отечественных и зарубежных производителей
Современные технологии позволяют легко создавать вакуум. Самый простой способ - это вакуумное оборудование, действующее на основе вытеснения. Этот процесс представляет собой удаление газообразных веществ из откачиваемого объема, в результате чего изменяется давление.
Типы вакуумных насосов
Вакуумные насосы применяются для очищения плотно закрытого пространства от газообразных компонентов и образования в нем разрежения. Они классифицируются по разным параметрам. Выделяют агрегаты, создающие рабочее давление различного уровня:
- Форвакуумные - создают низкий вакуум;
- Бустерные - низкий;
- Вторичные - высокий, сверхвысокий и экстремально высокий.
Типы вакуумных насосов
Любой из этих видов образует определенное рабочее давление и имеет особую конструкцию. Исходя из этого, они способны обеспечивать разную производительность, по-разному обслуживаются и эксплуатируются. Принцип работы вакуумных насосов одинаковый. При откачке газа давление в полости установки уменьшается и удалять воздушные пузырьки становится труднее. Поэтому системы должны функционировать в широком промежутке давлений.
Вакуумные аппараты могут быть ориентированы на перекачку или улавливание газа. Первые, в свою очередь, бывают:
- Кинетическими;
- Аппаратами объемного вытеснения.
Кинетические установки стимулируют движение воздуха за счёт передачи импульса газообразным частицам от лопастей, вращающихся с большой скоростью. Агрегаты могут сжимать среды до высоких коэффициентов в условиях низкого давления.
Аппараты объемного вытеснения улавливают воздух механически и пропускают его сквозь рабочую полость. Камера подобных установок герметичная и функционирует на сжатие воздуха при глубоком давлении.
Кинетические и объемные агрегаты часто действуют поочередно, при этом представляют собой единую систему. Вакуумные установки могут действовать в масляном или сухом режиме. Безмасляные аппараты позволяют получать чистый воздух на выходе, в то время как во влажной системе откачиваемая смесь загрязняется частицами смазочной жидкости.
Назначение вакуумных насосов
Вакуумные насосы могут эксплуатироваться в любой сфере, где необходим вакуум или низкое давление в герметичном пространстве. Это может быть медицина, химия, металлургия, радиотехническая или нефтегазовая отрасли и многие другие.
Воздуховодная пневматическая система - тоже результат применения вакуумных устройств. Она была придумана давно, когда ещё не было ни компьютера, ни интернета, но в некоторых случаях актуальна и сегодня. Пневмопочта позволяет пересылать материальную версию объекта, а не цифровую, поэтому может применяться для отправки ценностей в финансовых организациях или торговых сетях. Такая особенность обеспечивается сосредоточением воздуха в замкнутом пространстве или его выкачиванием. Для нагнетания используются компрессоры, а для разрежения - вакуумные аппараты. Благодаря этому и функционирует пневмопочта, осуществляя всасывание пересылаемого объекта.
Также вакуумное оборудование используется для транспортировки некоторых материалов, действуя подобно пневмопочте. Таким способом можно перевозить отходы, полученные в результате переработки, продукты или сырье.
Форвакуумный насос для низкого разрежения
Форвакуумные аппараты используются для предварительного выкачивания газовой среды, до 90% от всего объема. Такие установки не позволяют обеспечить полную откачку, поэтому действуют в комплексе с другими, высоковакуумными агрегатами. Взаимодействие обоих типов позволяет получить лучшее значение вакуума.
Как форвакуумные могут применяться пластинчато-роторные, диафрагменные или вакуумные насосы Рутса.
Форвакуумный насос
Диафрагменный тип способен изменять объем рабочей полости механическим воздействием. Пневмопривод воздействует на диафрагму, прогибая ее и тем самым откачивает газы. Количество воздуха зависит от мощности и объема агрегата, размеров диафрагмы. Для защиты от перегрева системы оснащаются теплообменником. Этот тип является взрывобезопасным, поэтому может использоваться для работы с любыми средами.
Другой вид форвакуумного оборудования - пластинчато-роторный. Он более эффективен в плане производительности, а также может создавать низкий и средний уровни давления.
Минусом пластинчато-роторного аппарата является нестойкость к загрязнениям абразивными компонентами.
Форвакуумные аппараты бывают масляными и сухими. Второй тип обеспечивает выход очищенного газа, его действие заключается во вращении элементов, не соприкасающихся друг с другом. Воздух проходит через эти зазоры, сжимается и поступает на выход. Влажные используются реже, поскольку могут пропускать масло для вакуумного насоса в откачиваемые смеси.
Пластинчато-роторные установки
Пластинчато-роторные вакуумные насосы применяются для обработки газов из плотно закрытых ёмкостей или для производственных процессов. Также они способны повторно пропускать жидкие и газовые среды, не имеющие механических и водных включений.
Оборудование может функционировать в сухом и влажном режиме. Это определяет сферу их применения. Масляные аппараты эксплуатируются в промышленности или направлениях, в которых необходим вакуум среднего уровня. Они могут использоваться и как форвакуумные, в сочетании с другими типами роторных систем.
Сухие устройства предназначены для пищевой или медицинской отраслей, так как позволяют получить на выходе чистые воздушные среды, без вредных примесей. Безмасляные аппараты не требуют никаких смазочных материалов и способны функционировать бесперебойно и производительно.
Пластинчато-роторные установки
Высоковакуумные турбомолекулярные насосы
Турбомолекулярные аппараты - это высоковакуумные агрегаты механического действия. Они функционируют совместно с форвакуумными, потому что не способны откачать вакуум с атмосферного давления и самостоятельно избавиться от выхлопного порта.
Турбомолекулярные системы классифицируются по способу размещения ротора на:
- Классические, когда ротор движется по кругу в паре механических подшипников. В таких моделях замену подшипника рекомендуется выполнять в заводских условиях, потому что самостоятельно отрегулировать ротор сложно, это требует профессиональных навыков;
- Гибридные. Установки оснащены верхним магнитным и нижним механическим подшипниками. Последний подлежит замене без помощи завода-производителя;
- Магнитные. В этих модификациях оба подшипника являются магнитными. Механические же служат как запасные, на случай аварийных ситуаций.
Современные вакуумные турбомолекулярные насосы функционируют на сухой основе. Допускается наличие смазки в количестве, не влияющим на состав откачиваемой смеси.
Размеры турбомолекулярных агрегатов определяют количество вращений роторов, которое может составлять 40000-90000 оборотов в минуту.
Отрицательные стороны турбомолекулярных установок:
- Возможность разрушения аппарата под воздействием воздуха, проходящего в ротор;
- Затруднения при замене подшипников в классических системах;
- Невозможность обработки сред, имеющих механические включения;
- Стандартные конструкции способны откачивать с максимальной быстротой 5000 л.с.
Высоковакуумные турбомолекулярные насосы
Положительные стороны:
- Способность выдержать высокие нагрузки воздухом;
- Сухой режим действия;
- Простые в применении;
- Не создают высокого шумового эффекта и вибраций;
- Компактность;
- Возможность функционирования с агрессивными средами.
Преимущества водокольцевого вакуумного насоса
Водокольцевые установки широко используются в промышленности и показывают отличные результаты при очищении газовых смесей и перемещении их из герметичных ёмкостей. Агрегаты имеют длительный срок службы.
Функционирование аппарата происходит за счёт генерирования центробежной силы в основной полости. Он имеет хорошую защитную систему от излишнего нагревания и воздействий механического типа. Оборудование представляет собой мощную установку большого размера и обычно эксплуатируется как часть вакуумной системы. Его применяют в следующих областях:
- Химия;
- Автомобилестроение;
- Металлургическая отрасль;;
- Сельское хозяйство;;
- Пищевая промышленность;;
- Производство бумаги;;
- Газовое оборудование и прочие.;
Преимущества водокольцевого вакуумного насоса
Водокольцевой вакуумный насос работает на основе движения жидкости под действием роторной установки с лопатками, что приводит к образованию вакуума. Аппараты способны создавать высокий вакуум.
Устройство лопастей вакуумного насоса позволяет разделять откачанную среду на области разного объема, а сам ротор установлен со смещением от центральной части полости агрегата. Такая конструкция при функционировании установки вызывает снижение давления. При выходе отработанного воздуха происходит потеря влаги. Для отделения газовых от водных компонентов применяется сепаратор.
Достоинства водокольцевого аппарата:
- Длительный срок службы;
- Простая структура;
- Способность отталкивать загрязнения из откачиваемой среды;
- Производство среды без масляных включений;
- Высокая результативность;
- Тихий режим действия, без вибраций;
- Износостойкость деталей, по причине отсутствия касаний между ними.
Криогенные высоковакуумные насосы
Криогенные приборы - агрегаты для образования глубокого вакуума, функционирующие в безмасляном режиме. Оборудование позволяет достичь предельного остаточного давления 1*10-11 мм рт ст. Оно откачивает среду в полости, где установлены гелиевые температуры для конденсации газообразных веществ. Объем смеси, которая поступает для конденсации в агрегат, ограничен, поэтому важно учитывать значение "ёмкости" прибора. Ёмкость - это величина смеси, которую может откачать устройство, не изменяя своих технических характеристик. Криогенные устройства эксплуатируются совместно с форвакуумными.
Достоинства:
- Быстрое откачивание смесей;
- Тихий режим действия;
- Создание абсолютно чистого вакуума;
- Надёжность, способность длительно функционировать.
Криогенные высоковакуумные насосы
Конструкция агрегата представлена основной полостью, в которой находятся криоголовка и технологическое оборудование. Процесс откачки состоит из нескольких этапов. На входе поверхность охлаждается криоголовкой и способствует конденсации водяных частиц и тяжёлых углеводородных соединений. На втором этапе происходит конденсация различных газов, а на третьем - завершение процесса и адсорбция оставшихся газовых частиц.
Сравнение отечественных и зарубежных производителей
Производством вакуумного оборудования занимаются многие компании в России и за рубежом. Иностранные бренды:
- Pompetravaini - одна из передовых марок, выпускающая вакуумные системы в Италии;
- Finder Group - итальянский поставщик универсальных, надёжных агрегатов, функционирующих с невысоким шумовым эффектом;
- Busch - немецкая компания с огромным опытом производства. Наиболее известная линейка товаров - Dolphin, успешно использующихся в различных сферах промышленности благодаря возможности бесперебойно действовать с разными уровнями сложности;
- Elmo Rietsche - изготовитель вакуумных аппаратов моноблочной конструкции, элементы которой характеризуются высокой износостойкостью;
- Value - вакуумные устройства высокого качества от мирового бренда.
В России имеется немало производителей, выпускающих качественное вакуумное оборудование: Мегатехника, Вакууммаш, Компрессормаш, Ливгидромаш и прочие. Компании полностью сопровождают процесс эксплуатации приборов - осуществляют доставку, ремонтируют, поставляют запчасти, обслуживают. Это большое преимущество по сравнению с зарубежными установками, запчасти для которых не всегда просто найти.
Иностранные бренды используют более дорогое и качественное сырье для изготовления продукции, в то время, как отечественные применяют сталь и чугун. Это делает приборы российского производства дешевле, но негативно сказывается на их инновационности. Поэтому, прежде чем решиться на приобретение вакуумного аппарата, следует оценить преимущества того или иного изготовителя.