Насос вакуумный принцип работы: принцип работы, устройство, правила выбора

Принцип работы вакуумной насосной установки

Вакуумные насосы имеют достаточно сложный принцип работы. С одной стороны, тщательно проанализировав внутреннее устройство насосов, которые при работе создают вакуум, включая мини версии этих аппаратов, можно прийти к выводу, что преобладающее количество их моделей используют «метод вытеснения», аналогичный принципу работы насосов объемного типа.

Объемные насосы, с другой стороны, также используются для откачки воды и продуктов, образующихся при распаде разнообразных смесей.

Характеристики получаемого вакуума, а конкретнее, его величина непосредственно зависит от того, насколько герметичное рабочее пространство создают основные механизмы насоса:

• золотники;
• детали, которые называют «колесами»;
• особые пластины.

Работа такого вида оборудования основана на обеспечении двух важных условий:

• Снизить давление в замкнутом рабочем пространстве.
• Достичь снижения давления до нужного значения за определенный промежуток времени

Оба эти условия требуются в равной степени для откачки воды.

Очень важно, чтобы указанные условия не только выполнялись, но и сохранялась их последовательность. Допустим, например, если при заборе какой-либо газовой среды необходимый объем будет взят устройством, но в тоже время не будет понижено до нужного значения давление, возникнет необходимость применения в целях корректировки форвакуумного аппарата. При его использовании давление газовой среды дополнительно снизится.

Рассмотренный принцип действия вакуумного аппарата в точности соответствует технологии последовательного подключения насосов. Она заключается в присоединении следующего насоса к устройству, обеспечивающему заданные параметры снижения давления, не обеспечивая затем скорости забора.

Чтобы предотвратить появление газовых утечек сквозь зазоры, создаваемые в деталях вакуумных аппаратов, подвергаемых постоянному трению, применяется масло, которое называют вакуумным. Вакуумное масло позволяет обеспечить уплотнение зазоров полным их перекрытием. Дополнительно это масло прекрасно выполняет роль смазочного средства.

Таким образом, механические системы насосов, работа которых основана на вакуумном принципе и использовании вакуумного масла в качестве уплотнителя щелей и смазки деталей, фактически являются масляными.

Насосы, при эксплуатации которых не применяется вакуумное масло, называются сухими. Этот вид насосов является оптимальным вариантом оборудования благодаря отсутствию необходимости их обслуживания.

В более кратком описании можно отметить элиминацию вакуумными насосами:

• газов, включая продукты распада разнообразных веществ,
• водяных паров,
• воздуха и других веществ из рабочей камеры аппарата.

Для камер характерна замкнутость и абсолютная герметичность.

С удалением газов и паров других, находящихся в камерах веществ, происходит изменение объема полостей аппарата и взаимосвязанное с ним распределение молекул веществ, перекачиваемых насосом, в требуемом направлении.

Кроме того, используемый вакуумным насосом принцип работы также определяется типом применяемого агрегата. Как отмечалось ранее, этот принцип действия может применяться в промышленном оборудовании, перекачивающем воду или образующихся при распаде некоторых веществ продуктов.

простые вопросы для экспертов – Setafi

В этой статье вы узнаете, что такое вакуум, существующие уровни вакуума, по каким характеристикам выбирать вакуумный насос, какая классификация вакуумных насосов, принцип работы вакуумного насоса на примере винтовой, мембранной и пластинчато-роторной моделей.

Содержание статьи

• Вакуум, его уровни. Назначение вакуумного насоса
• Характеристики вакуумного насоса
• Виды вакуумных насосов
• Как работают пластинчато-роторные вакуумные насосы
• Как работают мембранные вакуумные насосы
• Как работают винтовые вакуумные насосы

Вакуум, его уровни. Назначение вакуумного насоса

Вакуум – полное отсутствие материи в области пространства. Также вакуумом называется, когда давление газа в пространстве меньше, чем атмосферное. Существует 4 вакуумных уровня:

1. Маленький (сто паскалей или больше)
2. Средний (от ста до одной десятой паскалей)
3. Большой (от одной десятой до одной десятитысячной паскалей)
4. Высокий (меньше одной десятитысячной паскалей)

Для создания вакуума разных уровней используют вакуумный насос. Все они работают по принципу высасывания из ёмкости газа, при этом понижается давление. Влиять на работу вакуумного насоса может множество факторов: герметичность соединения и ёмкости, высасываемый газ, мощность оборудования.

Характеристики вакуумного насоса

Основных характеристик вакуумного насоса, на которые нужно обращать внимание при выборе, пять:

• Изначальное давление
• Конечное давление
• Максимальный уровень вакуума насоса
• Мощность
• Время создания вакуума

Виды вакуумных насосов

Вакуумные насосы делятся на две большие группы – газопереносные и сорбционные. Те же делятся на другие виды, типы. Например, по типу конструкции различают:

1. Механические
2. Магниторазрядные
3. Струйные
4. Сорбционные
5. Криогенные

Ниже мы разберём три наиболее популярных вида вакуумных насосов – пластинчато-роторные, мембранные и винтовые механические вакуумные насосы.

Как работают пластинчато-роторные вакуумные насосы

Принцип работы пластинчато-роторных вакуумных насосов похож с классическими – они оба «высасывают» газ/жидкость из ёмкости:

Мотор вращает ось с диском. На диске установлено множество лопастей/пластин, что плотно прижимаются к стенкам корпуса, внутри которого установлены. Лопасти образуют герметичные ячейки внутри насоса. Такую ячейку заполняет газ из ёмкости. Мотор поворачивает колесо, и другая ячейка перекрывает трубку входа. Лопасти толкают порцию газа в ячейке к трубке выхода. Газ занимает весь объём от лопасти до клапана трубки. Лопасти продолжают крутиться – объём уменьшается, давление повышается. Газ давит на клапан, открывает его и выбирается наружу. Из-за разности давления появляется конденсат.

Как работают мембранные вакуумные насосы

Принцип работы мембранных насосов основан на изменении объёма пространства. Для этого используются гибкие мембраны.

В корпусе насоса есть одна или две рабочие камеры. В них установлено по гибкой мембране и по два штока – верхний и нижний. Когда мембрана «всасывается» внутрь, в герметичном пространстве уменьшается давление. Из-за этого поднимается нижний шток – шарик или заслонка, перекрывающие подачу газа. Газ из откачиваемой ёмкости заполняет открытое пространство. После этого мембрана расширяется и начинает давить на газ. Нижний шток герметично перекрывает подачу газа, а верхний шток открывается под действием высокого давления. От верхнего штока газ идёт к трубке выхода. После этого мембрана опять сдувается, ёмкость наполняется воздухом, и она расширяется, выталкивая его через верхний шток в трубку. Цикл повторяется.

Как работают винтовые вакуумные насосы

Винтовые вакуумные насосы представляют собой пару винтов с «резьбой» в герметичном корпусе. В винтовых вакуумных насосах стоит по две трубки входа и выхода газа. Газ заходит через них и попадает в герметичный корпус с двумя плотно прижатыми к стенкам и друг другу винтами. Между ними есть пространство, которое и занимает газ. Это пространство ограничивается «резьбой» одного из винтов. После того как мотор начинает вращать винты, их «резьбы» создают общую камеру/ячейку. Это пространство заполняет газ, после чего «резьба» перекрывает вход в камеру. Так газ двигается вдоль всего винта до трубок выхода. Из них его также выталкивает «резьба». То есть газ двигается по герметичным ячейкам между «резьбами» винтов, ими же он и выталкивается из насоса.

Как работают двухступенчатые пластинчато-роторные вакуумные насосы?

Опубликовано FLUIDX 23 мая 2022 г.

Двухступенчатый роторно-лопастной вакуумный насос представляет собой вакуумный насос с масляным уплотнением, используемый во многих лабораторных, научных и производственных вакуумных системах. Эти насосы имеют как вакуумная ступень высокого, так и низкого давления, что улучшает работу вакуумного насоса производительность. Камеры ротора смазываются специальным маслом. который действует как герметик и смазка между скользящими лопастями, ротором насоса и статор. Большинство лабораторных пластинчато-роторных насосов представляют собой насосы с прямым приводом. обычно достигают базового давления около 1 x 10

-3 торр (1,3 мбар).

Как работает двухступенчатый пластинчато-роторный насос?

Насосное действие основано на уменьшении количества газа на постепенно увеличивая объем насоса внутри насосной полости. Лопасти вращаются внутри статоров и скользят внутри роторов. Они герметизированы специально разработанным маслом с низким давлением паров, которое действует как герметик, смазка и охлаждающая жидкость для вакуумного насоса ( Вы можете найти подходящее масло для вашего насоса здесь ) .

Две ступени: высокое давление и низкое. давление. Газ поступает во впускную или всасывающую камеру (ступень высокого давления) и переводится на ступень низкого давления, где сразу сжимается лопасти ротора и выбрасывается до атмосферного давления. Второй этап улучшает базовое давление или уровень вакуума насоса.

Каковы преимущества и недостатки использования двухступенчатого Роторно-лопастные вакуумные насосы?

По сравнению с одноступенчатой ​​пластинчато-роторной вакуумной системой с масляным уплотнением насос, двухступенчатые вакуумные насосы создают более низкий уровень вакуума, наряду с более высоким объемный расход в более широком диапазоне давлений. Скорость откачки по существу одинакова для обоих насосов в диапазоне грубого вакуума, но как абсолютное давление проходит 1 Торр, двухступенчатый вакуумный насос продолжает поддерживать его скорость откачки, тогда как одноступенчатый вакуумный насос начинает снижаться.

Судя по представленному графику, одноступенчатого насоса будет достаточно. для уровней вакуума примерно до 1 Торр и будет иметь меньшую стоимость (около 30% до на 50% меньше. С другой стороны, производительность одноступенчатого вакуумного насоса начинает уменьшаться после 1 Торр, поэтому двухступенчатый насос становится очевидным. выбор. На графике показаны типичные скорости откачки одно- и двухступенчатого вакуума. насосы с газобалластным клапаном и без него открыты.

Зачем нужен газобалластный клапан и когда его следует использовать?

Использование газового балласта полезно при перекачивании таких загрязнителей, как водяной пар, ацетон, спирты и другие конденсирующиеся пары. Газобалластный клапан впускает воздух в вакуумный насос для отвода конденсирующихся газов до того, как они сконденсируются внутри насоса. Этот процесс защищает вакуумный насос, но это снизит производительность насоса, как показано на графике выше.

Какое масло подходит для двухступенчатого роторно-лопастного вакуума Насосы?

Если ваш вакуумный насос постоянно загрязняется, что требует частой замены масла, 19 Марка — лучший вариант масла для вакуумных насосов. Этот вакуум масло является более дешевым вариантом, но все же имеет премиальные характеристики. Это более высокая вязкость, предназначенная для пластинчато-роторных вакуумных насосов с прямым приводом и идеальная для большинства приложений общего назначения. Низкое давление пара уменьшает систему обратное течение и термическая стабильность обеспечивают устойчивость к окислению и образование осадка.

20 Марка модернизированное масло с 19 класса. Это парафиновое масло, прошедшее глубокую гидроочистку, с двойной перегоняется в процессе молекулярной дистилляции для удаления легких фракций дроби. Сорт 20 отличается высокой насыщенностью и содержит менее 0,01% серы. аналогично техническим белым маслам. Его высокая молекулярная масса и индекс вязкости обеспечивает более длительный срок службы и уменьшает накопление лака и карбонизированного масла на внутренних компонентах насоса.

Если хочешь свое масло Elite Z прослужит долго, поэтому вам не придется тратить время на его замену. Это масло подвергается двойной перегонке. демонстрируют самую высокую производительность для механических насосов. EZ Grade является полным синтетическая углеводородная вакуумная жидкость, очень устойчивая к тепловым и химические воздействия и обеспечивает более длительный срок службы масла и превосходную защиту вакуумный насос.

• #Fluidx
• #Вращающаяся лопасть
• #двухэтапный
• #Вакуумный насос

Поделиться этой статьей

Мембранные вакуумные насосы

— как они работают и где их использовать

В этом блоге мы объясняем принцип действия, эксплуатационные требования и области применения мембранных вакуумных насосов.

Принцип действия 

Мембранные насосы, также известные как мембранные насосы, представляют собой объемные насосы прямого вытеснения, используемые в диапазоне грубого вакуума от 0,5 до 1000 мбар. Мембрана (резиновая, Viton® или Teflon®) движется вверх и вниз в корпусе насоса, сжимая и выпуская газ, поступающий на входе. Впускной и выпускной обратные клапаны приводятся в действие разностью давлений.

Простую анимацию принципа можно найти ниже:

Источник: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10783977

 

Принцип работы современного мембранного насоса. Предоставлено KNF, Фрайбург, Германия.

Мембранные вакуумные насосы представляют собой экологически чистую замену водоструйным насосам в лабораториях. Насосы используют процесс сухого сжатия, избегая отходов, воды или масла. При использовании одной насосной камеры («головки насоса») достигается предельное давление 50 мбар. Это предельное давление ограничено оставшимся мертвым объемом между головкой насоса и диафрагмой. Две последовательно соединенные головки насоса могут достигать 3 мбар, а три последовательно — даже 0,5 мбар. В целях рационализации производства многие производители выпускают насосные камеры и диафрагмы одинакового размера в больших количествах. Он собирается последовательно для более низкого предельного давления или параллельно для более высокой скорости откачки. Мембраны из Teflon® устойчивы к растворителям, поэтому подходят для химических процессов.

На рынке доступны скорости откачки от 0,1 до 5 м³/ч. Более высокие скорости откачки обеспечивают спиральные насосы. Некоторые насосы могут работать с двигателями постоянного тока 24 В, что позволяет встраивать их в мобильные приборы. Некоторые из них имеют двигатели с регулируемой скоростью для снижения скорости откачки (и шума), если они не нужны, и для увеличения интервала обслуживания.

Рис. 1: Одноступенчатый мембранный насос в разрезе. Предоставлено KNF, Фрайбург, Германия.

 

Рисунок 2: детали, подверженные износу: мембрана, клапаны и уплотнения

 

Области применения

Химически стойкие версии широко используются в химических лабораториях. Примерами являются роторные испарители, фильтрация и твердофазная экстракция. Стандартные насосы используются в медицинских или фармацевтических процессах, сушке и сублимационной сушке, сушке гелем, вакуумных подушках и вакуумных матрацах или небольших вакуумных печах.

 

Рис. 3: Химически стойкий роторный испаритель с регулятором давления

 

Насосы с предельным давлением 3 мбар или выше часто используются в небольших высоковакуумных насосных системах, поддерживающих широкий диапазон турбомолекулярных насосов.

 

Рис. 4. Турбомолекулярная насосная система с диафрагменным насосом ,000 часов. К изнашиваемым частям относятся мембраны, пластины клапанов и прокладки. В большинстве случаев пользователь наблюдает низкое предельное давление из-за протечки или разрыва мембран или клапанов. Доступны простые и недорогие комплекты запасных частей, а техническое обслуживание может выполнять сам пользователь. Никаких специальных навыков или инструментов не требуется — просто ознакомьтесь с руководствами и просмотрите видеоролики в Интернете.