Введение
Вакуумные насосы — важные технологические устройства, широко применяемые в промышленности, сельском хозяйстве и научных исследованиях. Их ключевая функция — создание вакуума путём откачки газов и паров из герметичных ёмкостей. В зависимости от конструкции и сферы применения насосы существенно различаются по характеристикам и принципу действия.
Классификация вакуумных насосов
1. По использованию смазочных материалов
- Масляные насосы — отличаются высокой производительностью и долговечностью. Масло:
продлевает срок службы деталей;
улучшает герметичность;
позволяет работать при низких температурах. - Сухие (безмасляные) насосы — менее производительны, но незаменимы там, где недопустимо присутствие масляных испарений. Преимущества:
минимальное обслуживание;
возможность установки в труднодоступных местах.
2. По конструктивному исполнению
Объёмные насосы (работают за счёт изменения объёма рабочей камеры):
- Поршневые — создают вакуум 35–80 мбар. Плюсы: эффективность и неприхотливость к условиям эксплуатации. Минусы: шум и вибрация.
- Диафрагменные (мембранные) — вакуум до 200 мбар (одноступенчатые) или до 18 мбар (двухступенчатые).
- С качающимся поршнем — сочетают компактность мембранной конструкции и производительность поршневой (вакуум до 70 мбар в одноступенчатом варианте, до 18 мбар — в двухступенчатом). Ограничение: максимальный расход — 70 л/мин.
- Центробежные лопастные — компактные, тихие, недорогие. Создают вакуум 50–300 мбар (редко — до 1 мбар).
- Центробежные винтовые — обеспечивают уровень вакуума, сопоставимый с поршневыми, но работают без пульсаций.
Динамические насосы — используют кинетическую энергию для перекачки больших объёмов газа. Недостаток: склонность к утечкам, поэтому не подходят для создания высокого вакуума.
3. По способу удаления газа
- Газоперемещающие — перекачивают газ от всасывающего к нагнетательному отверстию.
- Газопоглощающие — удерживают газ внутри или на поверхности поглощающих элементов (требуют регенерации после исчерпания ресурса).
Принцип работы
Основная задача вакуумного насоса — вытеснение газов и паров для создания требуемого уровня вакуума за заданное время. Это достигается изменением объёма рабочей камеры или кинетическим воздействием на поток газа.
Устройство вакуумного насоса
Ключевые компоненты:
- маслоотделитель;
- масляный бак;
- устройство газобаланса;
- вакуумный отсек.
Материалы изготовления:
- корпуса и основные элементы — сплавы алюминия, нержавеющая сталь;
- поршни — серый чугун (обеспечивает прочность, но увеличивает вес);
- прокладки — для обеспечения герметичности.
Особенности отдельных типов
Водокольцевой вакуумный насос
Принцип действия:
- В корпусе с смещённым ротором находится колесо с лопастями.
- При работе корпус заполняется водой.
- Лопасти за счёт центробежной силы захватывают воду, образуя водяное кольцо — рабочую камеру.
- Газ проходит через разделённые лопастями секции, постепенно сжимается до требуемых параметров.
Преимущества: устойчивость к загрязнениям, отсутствие токсичных выбросов, простота конструкции. Недостатки: необходимость регулярного обслуживания (замена подшипников).
Безмасляные насосы
Применяются там, где:
- затруднено обслуживание;
- требуется идеально чистый воздух.
Особенности:
- смазка — вода или графитовая композиция (на весь срок службы);
- основные элементы — из прочных пластиков;
- способны перекачивать жидкости, пары, газы, кислоты и щёлочи.
Широко используются в металлургии и термической обработке металлов.
Масляные насосы
Преимущества при правильном обслуживании:
- превосходство над безмасляными аналогами;
- герметизация за счёт масла;
- увеличенный срок службы компонентов.
Ограничения: непригодны для откачки паросодержащих смесей (конденсация масла).
Винтовые насосы
Особенности конструкции:
- два винтовых вала, вращающихся в противоположных направлениях;
- отсутствие контакта винтов с корпусом (не требуется смазка);
- охлаждение распылением воды;
- бесшумная работа, отсутствие вибрации.
Сферы применения
Вакуумные насосы используются в:
- пищевой промышленности (очистка и упаковка продуктов);
- химической промышленности (удаление коррозионных газов, производство пластика);
- медицине;
- производстве бумаги;
- энергетике и металлургии;
- производстве полупроводников и микроэлектроники;
- нефтяной, фармацевтической и аэрокосмической промышленности;
- процессах вакуумной плавки, сварки, сушки, формовки и упаковки;
- автомобилестроении и др.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
- надёжность;
- экологичность;
- высокая скорость работы;
- ремонтопригодность;
- автономность;
- возможность объединения в единую установку;
- относительно низкий уровень шума и вибрации.
Недостатки:
- требовательность к чистоте перекачиваемых сред.
Подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки, это помогает развитию канала!
Рады быть вашими проводниками в мире технологий и рассказывать о сложном понятно!
#вакуумныйнасос #насосноеоборудование #вакуумнаятехника #промышленноеоборудование #принципработынасоса #типывакуумныхнасосов #безмасляныйнасос #масляныйнасос #водокольцевойнасос #промышленнаяавтоматизация
