Эти устройства подключены к системе не напрямую, а через коммуникации. Рекомендуется установить регулятор между устройством и самой системой, чтобы устройство можно было отсоединить от системы. Наряду с заслонкой устанавливается сифон для охлаждения и улавливания паров среды, поступающих из устройства в систему.
Устройство и принцип работы вакуумного насоса
Вакуумные насосы предназначены для создания и поддержания вакуума путем откачивания воздуха из системы. Вакуумные насосы необходимы для работы многих технических систем.
- Холодильники и кондиционеры,.
- Вакуумные металлургические печи,.
- Нефтяное и химическое оборудование
- Автоматические линии розлива пищевых продуктов и лекарств, и
- Механизмы усиления вакуума.
Масляные и безмасляные вакуумные насосы
В вакуумных насосах с масляной смазкой используется влажная смазка для уменьшения износа, отвода тепла от рабочих поверхностей, удаления изношенных поверхностей, создания масляной пленки, лучшего уплотнения и более глубокого вакуума.
Однако присутствие масла в технических системах не всегда приемлемо. В пищевой промышленности или фармацевтике были разработаны безмасляные насосы, которые не нужно заполнять маслом. Эти насосы обычно имеют меньший зазор, чем насосы с масляной смазкой.
Устройство и работа вакуумного насоса
Большинство современных вакуумных насосов работают от электродвигателей. Внутри корпуса двигателя находится статор с бронзовой катушкой. Когда ток просачивается в бронзовую спираль, создается магнитное поле. Это магнитное поле воздействует на ротор, заставляя его вращаться.
Ротор электродвигателя соединен с валом, который приводит в движение комплекс для втягивания воздуха, который может быть ротором пластинчатого насоса или кривошипно-шатунным механизмом поршня.
Пустой насос, смазанный маслом, заполняется маслом через заливную горловину, а уровень контролируется через смотровое стекло.
Как работает вакуумный насос.
Ротор и статор (корпус ротора и статора) являются CAM. В роторе имеются две пружинные пластины. Пружины постоянно вдавливают пластины в поверхность статора. Это означает, что пластины всегда находятся в контакте со стенками статора, а тонкий слой масла обеспечивает гидроизоляцию между ними. Это создает герметичную рабочую камеру.
При вращении ротора объем рабочей камеры сначала увеличивается. Эта область соединена с всасывающим проводником. При увеличении объема рабочей камеры происходит засасывание частиц воздуха. При дальнейшем вращении ротора объем печи начинает уменьшаться из-за эксцентриситета ротора и заикания. По мере уменьшения объема рабочей камеры частицы воздуха вытесняются в выпускной канал.
Как работают вакуумные насосы с поршнями?
В насосе-помпе вал двигателя перемещает механизм коленчатого вала, который перемещает поршень.
Когда плунжер движется вниз (как показано на схеме), открывается впускной клапан, и частицы воздуха засасываются в вакуумную рабочую камеру.
При движении плунжера вверх объем рабочей камеры уменьшается, клапан линии всасывания закрывается, а клапан линии выпуска открывается, вытесняя частицы воздуха из поршня в выходное отверстие.
Конструкция и принцип работы вакуумных насосов основаны на резком падении рабочего давления в определенный момент времени и связанном с этим движении газа, пара или воздуха. Во время работы в герметичном контейнере создается вакуум (разбавленная среда), а отгоняемый пар просто выпускается наружу или в специальный контейнер.
Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов
Одним из типов вакуумных насосов является вакуумный насос с водяным кольцом. Принцип работы заключается в том, что для герметизации рабочего объема используется жидкость, т.е. вода.
Рассмотрим подробнее вакуумные насосы с водяными кольцами и принцип их работы. В корпусе водокольцевого насоса находится ротор со слегка смещенным центром. Ротор имеет рабочее колесо с лопастями, которые вращаются во время работы. Вода закачивается в корпус. При движении крыльчатки лопасти захватывают воду, и центробежная сила толкает воду к корпусу. Из-за очень высокой скорости вращения в результате вокруг корпуса образуется кольцо воды. В середине корпуса находится открытое пространство, которое является так называемой рабочей камерой.
ПРИМЕЧАНИЯ. Водяное кольцо вокруг корпуса обеспечивает герметичность рабочей камеры. Поэтому такие насосы называют вакуумными насосами с водяными кольцами.
Рабочая камера выполнена в виде серпа, который разделен на ячейки лопастями крыльчатки. Эти клетки различаются по размеру. При движении газ проходит вниз через все ячейки по очереди и одновременно сжимается. Так происходит много раз, газ сжимается до необходимого значения и выходит через расширительный порт. По мере прохождения газа через рабочую камеру он промывается и выходит чистым. Эта характеристика оказалась очень полезной при перекачке загрязненных сред или парообразных газов. Во время работы вакуумный насос всегда теряет небольшое количество жидкости, поэтому в конструкции вакуумной системы предусмотрен водяной бак, который заправляет рабочую камеру в соответствии с принципом работы. Это также необходимо для выделения энергии в воду при сжатии молекул газа, тем самым нагревая воду. Чтобы предотвратить перегрев насоса, вода охлаждается в этом отдельном контейнере.
Для получения дополнительной информации о том, как изготавливаются и работают вакуумные насосы с водяными кольцами, смотрите видео ниже.
Работа пластинчато-роторных насосов
Пластинчато-роторный вакуумный насос является одним из видов масляных насосов. В центре корпуса находится рабочая камера и эксцентрично установленный перфорированный ротор. Ротор имеет лопасти, которые могут перемещаться по этим пазам пружины.
Ознакомившись с конструкцией, рассмотрим принцип работы вакуумного роторного насоса. Газовая смесь поступает в рабочую камеру через входное отверстие и продвигается в камеру под действием вращающегося ротора и лопастей. Подпружиненная, смещенная к центру варочная поверхность закрывает входное отверстие, уменьшая объем рабочей камеры и сжимая газ.
ПРИМЕЧАНИЯ. При сжатии газа может произойти конденсация из-за насыщения парами.
Когда сжатый газ выходит, образовавшийся конденсат выходит вместе с ним. Этот конденсат может негативно повлиять на общую работу насоса, поэтому пластинчато-роторные насосы также должны проектироваться с газовым балластом. Ниже приведена схема работы пластинчато-роторного вакуумного насоса и принцип его действия, а также пример насоса Busch R5. Как упоминалось выше, пластинчато-роторные насосы являются масляными насосами. Масло необходимо для устранения зазоров и трещин между лопаткой и корпусом, а также между лопаткой и ротором.
Масло в рабочей камере смешивается с воздушной средой, сжимается и сливается в масляный бак. Смесь легче воздуха поступает в верхнюю сепарационную камеру, где окончательно отделяется от масла. Самое тяжелое масло оседает в масляном баке. Из сепаратора масло возвращается на вход.
ПРИМЕЧАНИЯ. Высококачественные насосы очень хорошо очищают воздух, а потери масла незначительны, поэтому необходимость в пополнении масла в таких насосах практически отсутствует.
Принцип работы насоса ВВН
VVP являются вакуумными водяными насосами, и принцип их работы такой же, как у вакуумного насоса с водяным кольцом.
Основу гидравлического масла в насосах VVH составляет вода. На схеме виден простой принцип работы насоса VVH.
Ротор насоса VVH приводится в движение непосредственно двигателем через муфту. Таким образом, достигается высокая скорость вращения ротора и создается вакуум. Однако насосы BBH могут создавать только небольшой вакуум и поэтому называются насосами низкого давления. Простые насосы VVH могут нагнетать газы, пары и загрязненные среды и очищать их. Однако состав должен быть неагрессивным, чтобы чугунные детали насоса не были повреждены химическим составом газов. Именно поэтому некоторые модели насосов BBH имеют компоненты, изготовленные из титана или сплавов на основе никеля. Они могут перекачивать любую смесь, не опасаясь повреждений. Из-за принципа работы насосы BBH предназначены только для горизонтального расположения, при этом газ поступает в камеру в осевом направлении сверху.
Наиболее технологически продвинутые из этих устройств можно назвать вакуумными насосами. Промышленные вакуумные насосы можно разделить на несколько типов, таких как
Тип устройства
Роторные дренажные насосы с ротором Рутса
Вся линейка продукции относится к категории объемных насосов, которые работают исключительно «всухую». В зависимости от функции, скорости падения давления и типа высвобождаемых средств различают следующие типы
- Вестибулярный (вращательный), и
- Высокий вакуум (с турбонаддувом, паромасляные, паромасляные), и
- молекулярные (сопло, водяная струя, диффузия).
Например, вакуумные насосы с масляной смазкой можно разделить на следующие подгруппы
Независимо от типа, конструкция вакуумного насоса включает следующие элементы
- Двигатель
- кольца
- уплотнения и байпасные соединения
- Индикатор уровня вакуумного масла, индикатор
- Неподвижные и подвижные подшипники
- Служебные помещения,.
- Добыча нефти,.
- Выход газа/пара.
На этапе сборки кольцо покрывается плотным слоем специального масла, что исключает риск повреждения из-за трения между компонентами.
Видео: вакуумные насосы. Использование, эксплуатация и типы насосов.
Общая схема работы.
Конструкция и принцип работы вакуумных насосов основаны на резком падении рабочего давления в определенный момент времени и связанном с этим движении газа, пара или воздуха. Во время работы в герметичном контейнере создается вакуум (разбавленная среда), а отгоняемый пар просто выпускается наружу или в специальный контейнер.
Молекулы в газообразном или жидком состоянии следуют в область пониженного давления. Это физический закон, впервые примененный в 19 веке при разработке ртутно-поршневого насоса.
Работа большинства вакуумных устройств в значительной степени зависит от критериев принципа вытеснения. Количество свободного пространства, создаваемого таким образом, напрямую связано с герметичностью камеры. Это зависит от работы внутренних компонентов и пригодности специальных масел, упомянутых выше.
Так, например, стандартные насосы могут закачивать газ или пар, но не могут понизить уровень давления до нижнего предела. Вакуумные насосы, с другой стороны, быстро и оперативно уменьшают его, но не могут устранить всю среду. Зная эти функции, устройства можно соединять последовательно, чтобы довести работу до логического конца.
Если устройство может выпускать газ, но не снижать давление, параллельно подключается другое устройство, задача которого — довести газ до рабочего давления.
Основные детали замены
Замена таких агрегатов должна производиться в соответствии со следующими принципами
- При замене компонентов или механизмов не просто выбирайте аналогичные компоненты, а используйте аналогичные характеристики и значения.
- Сменные механизмы или отдельные компоненты должны обеспечивать требуемую вакуумную мощность.
При замене такого оборудования особенно важны некоторые другие требования.
- Устойчивость к агрессивным средам,.
- Отсутствует риск смешивания агрессивных сред с газами или жидкостями.
Что касается вакуумных насосов, то для более эффективной работы их лучше всего комбинировать с гидравлическими насосами. Они используются в качестве вспомогательного оборудования для обеспечения полной функциональности более крупных центробежных насосных агрегатов. С помощью этих устройств на насосной станции может быть установлен «автоматический режим всасывания». С экономической точки зрения, это достигается при относительно низком уровне заглубления механизма.
Однако если время запуска системы не критично, можно использовать более медленные диски, чем заменяемые диски. Это также поможет вам сэкономить деньги.
Не используйте для перекачки токсичных газов водокольцевые насосные агрегаты, которые устанавливаются в систему в стандартной комплектации. Это связано с тем, что последние могут вступать в реакцию с балластной жидкостью.
