Как устроен вакуумный насос: принцип работы, устройство, правила выбора

Принцип работы вакуумных насосов различных типов, их особенности

Основной принцип вакуумного насоса любого типа – это вытеснение. Он одинаковый у всех вакуумных насосов любого размера и любого способа применения. Другими словами, принцип действия вакуумного насоса сводится к удалению газовой смеси, пара, воздуха из рабочей камеры. В процессе вытеснения изменяется давление, и молекулы газа перетекают в требуемом направлении.

Навигация:

1. Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов
2. Работа пластинчато-роторных насосов
3. Принцип работы насоса ВВН

Два важных условия, которые должен выполнить насос – это создать вакуум определенной глубины, откачав газовую среду из необходимого пространства и сделать это в течении заданного времени. Если какое-то из этих условий не выполняется, то приходится подключать дополнительный вакуумный насос. Так, в случае необеспечения требуемого давления, но за нужный промежуток времени, подключается форвакуумный насос.

Он дополнительно снижает давление, чтобы выполнились все необходимые условия. Этот принцип работы вакуумного насоса подобен последовательному подключению. И наоборот, если не обеспечивается скорость откачки, но при этом достигается нужная величина вакуума, то потребуется другой насос, который поможет достичь необходимый вакуум быстрее. Такой принцип работы вакуумного насоса схож с параллельным подключением.

Примечание. Глубина вакуума, создаваемого вакуумным насосом зависит от герметичности рабочего пространства, которое создают элементы насоса.

Чтобы создать хорошую герметичность рабочего пространства применяется специальное масло. Оно уплотняет зазоры и полностью их перекрывает. Вакуумный насос, имеющий такое устройство и принцип действия называется масляным. Если принцип вакуумного насоса не предусматривает использование масла, то он называется сухим. Преимуществом в использовании пользуются сухие вакуумные насосы, так как они не требуют обслуживания с заменой масла и так далее.

Кроме вакуумных насосов промышленного назначения, широкое применение получили небольшие насосы, которые можно использовать в домашних условиях. К ним относится ручной вакуумный насос для перекачки воды из скважин, водоемов, бассейнов и прочего. Принцип работы ручного вакуумного насоса разный, все зависит от его типа. Различаются такие виды ручных вакуумных насосов:

1. Поршневой.
2. Штанговый.
3. Крыльчатый.
4. Мембранный.
5. Глубинный.
6. Гидравлический.

Поршневой вакуумный насос работает за счет движения внутри него поршня с клапанами в середину корпуса. В результате давление уменьшается, и вода через нижний клапан поднимается вверх пока ручка поршня опускается вниз.

Штанговый вакуумный насос похож по принципу действия на поршневой, только роль поршня в корпусе выполняет очень вытянутая штанга.

Крыльчатый вакуумный насос имеет совсем другой принцип действия. Давление в рабочей камере насоса создается за счет движения рабочего колеса с лопастями (крыльчатка). При этом вода поднимается по стенке камеры, это повышает давление и, вода выплескивается наружу.

Более сложной конструкции является роторный вакуумный насос. Но эта сложность компенсируется тем, что в возможности насоса входит перекачка не только воды, но и более тяжелых масляных жидкостей. Давление в насосе создает ротор с тонкими пластинами, которые вращаются и с помощью центробежной силы втягивают жидкость в емкость, а потом физической силой выталкивает ее.

Мембранный вакуумный насос не имеет никаких трущихся частей, поэтому может использоваться для перекачки очень грязных смесей. С помощью внутреннего маятника и мембраны создается вакуум, который перемещает жидкость через корпус в необходимое место. Чтобы корпус не заклинивал от задержавшегося случайно мусора, насос оснащен специальными клапанами, которые очищают насос.

Глубинный вакуумный насос способен поднимать воду с очень большой глубины (до 30м). Принцип его работы такой же, как и у поршневого, но с очень длинным штоком.

Гидравлический вакуумный насос хорошо перекачивает вязкие вещества, но широкого применения он не получил. Более подробно принцип работы и устройство вакуумных насосов рассмотрим на отдельных его видах.

Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Один из типов вакуумных насосов — водокольцевой вакуумный насос, принцип действия его основан на создании герметичности рабочего объема с помощью жидкости, а именно воды.

Рассмотрим подробно водокольцевой вакуумный насос и его принцип работы. Внутри корпуса водокольцевого насоса находится ротор, который смещен относительно центра немного вверх. На роторе размещено рабочее колесо с лопастями, вращающимися во время работы. Внутрь корпуса закачивается вода. При движении колеса лопасти захватывают воду и центробежной силой отбрасывают ее в сторону корпуса. Так как скорость вращения достаточно большая, то в результате образуется водяное кольцо по окружности корпуса. В середине корпуса получается свободное пространство, которое и будет так называемой рабочей камерой.

Примечание. Герметичность рабочей камеры обеспечивает окружающее ее водяное кольцо. Поэтому такие насосы и называются водокольцевыми вакуумными насосами.

Рабочая камера получается серпообразной формы, и она разделяется лопастями колеса на ячейки. Эти ячейки получаются разного размера. Во время движения газ перемещается поочередно по всем ячейкам, направляясь в сторону уменьшения объема и одновременно сжимаясь. Так происходит большое количество раз, газ сжимается до необходимой величины и выходит через нагнетательное отверстие. Когда газ проходит через рабочую камеру, он очищается и выходит наружу уже чистым. Это свойство оказывается очень полезным для откачивания загрязненных сред или насыщенных паром газовых сред. Вакуумный насос во время работы постоянно теряет небольшое количество рабочей жидкости, поэтому в конструкции вакуумной системы предусмотрен резервуар для воды, которая потом по принципу работы возвращается назад в рабочую камеру. Это необходимо еще и потому, что молекулы газа сжимаясь отдают свою энергию воде, тем самым нагревая ее. И чтобы избежать перегрева насоса, вода охлаждается в таком отдельном резервуаре.

Работа пластинчато-роторных насосов

Пластинчато-роторный вакуумный насос относится к числу масляных насосов. В середине корпуса находится рабочая камера и ротор с отверстиями, который расположен эксцентрично. На роторе установлены лопатки, которые могут перемещаться по этим щелям под воздействием пружин.

Рассмотрев устройство, теперь рассмотрим, какой имеют роторные вакуумные насосы принцип работы. Газовая смесь попадает в рабочую камеру через входное отверстие, продвигается по камере под воздействием вращающегося ротора и лопаток. Рабочая пластина, отталкиваясь пружиной от центра, прикрывает собой входное отверстие, уменьшается объем рабочей камеры, и газ начинает сжиматься.

Примечание. Во время сжатия газа возможно выпадение конденсата за счет насыщения пара.

Когда сжатый газ выходит наружу, вместе с ним выходит и образовавшийся конденсат. Этот конденсат может плохо повлиять на работу всего насоса, поэтому в конструкции пластинчато-роторных насосов еще необходимо предусматривать газобалластное устройство. Схематично посмотреть, как работает роторно-пластинчатый вакуумный насос, принцип работы его, можно на рисунке ниже на примере насоса Busch R5. Как уже упоминалось, пластинчато-роторный насос – это масляный насос. Масло необходимо, чтобы устранить все зазоры и щели между лопатками и корпусом, и между лопатками и ротором.

Масло в рабочей камере смешивается с воздушной средой, сжимается и выходит в масляную емкость. Воздушная смесь более легкая переходит в верхнюю камеру сепаратора, где она окончательно очищается от масла. А масло, вес которого больше, оседает в масляной емкости. Из сепаратора масло возвращается на впуск.

Примечание. Качественные насосы очищают воздух очень тщательно, потерь масла практически нет, поэтому подливать масло в такие насосы необходимо крайне редко.

Принцип работы насоса ВВН

ВВН — водяной вакуумный насос, принцип работы которого такой же, как у водокольцевого вакуумного насоса.

Рабочей жидкостью насосов ВВН является вода. На схеме можно увидеть простой принцип работы насоса ВВН.

Движение ротора насоса ВВН происходит непосредственно двигателем через муфту. Это обеспечивает большие обороты ротору, и как следствие, возможность получения вакуума. Правда, вакуум насосы ВВН могут создать только низкий, из-за этого их называют насосами низкого давления. Простые насосы ВВН могут откачивать газы, насыщенные парами, загрязненные среды, и при этом очищать их. Но состав должен быть неагрессивным, чтобы чугунные детали насоса не повредились в результате реакции с химическим составов газа. Поэтому существуют модели насосов ВВН, детали которых изготовлены из титанового сплава или сплава на основе никеля. Они могут откачивать смесь любого состава, не боясь возникновения повреждений. Насос ВВН, в силу своего принципа работы, выполняется только в горизонтальном исполнении, а газ поступает в камеру сверху по оси.

 

Назначение вакуумных насосов. Отличие от компрессоров.

Сегодняшняя статья – первая часть большого материала по вакуумным насосам, который мы подготовили в справочных целях. В ней описано общее назначение, принцип действия. Также мы подробно отвечаем на вопрос, чем вакуумные насосы отличаются от своих родственников — воздушных компрессоров.  

 

Введение

Оборудование, используемое для создания вакуума, аналогично воздушным компрессорам. Его даже можно использовать для получения сжатого воздуха или для получения вакуума в зависимости от способа установки.

Вакуумные насосы в целом можно рассматривать как компрессоры, которые уменьшают, а не увеличивают атмосферное давление.

Напомним, что суть сжатия воздуха (повышения давления) состоит в увеличении числа  столкновений молекул в единицу времени. Напротив, суть вакуума заключается в уменьшении числа таких столкновений в единицу времени.

Вакуум в камере создается путем физического удаления молекул воздуха и вывода их из системы. Удаление воздуха из замкнутой системы постепенно уменьшает плотность воздуха в ограниченном пространстве, что вызывает падение абсолютного давления оставшегося газа. Вакуум создан.

Изменение давления, создаваемое в результате работы вакуумного насоса, не может превышать атмосферного давления. Номинальное атмосферное давление равно 760 мм ртутного столба на уровне моря при температуре 15 °С.  Важно знать его значение на Вашем рабочем месте. Например, вакуумный насос, который создает разрежение в 730 мм ртутного столба, не сможет обеспечить такое разрежение, если атмосферное давление данной местности составляет 700 мм ртутного столба (например, в Чите).

Пропорция удаляемого воздуха при работе вакуумного насоса будет одинаковой при любом атмосферном давлении. Это значит, что в Чите указанный насос будет создавать разрежение, равное 730 * 700/760 = 672 мм. рт.столба. 

 

Вакуумные насосы: принцип действия и отличие от компрессоров. 

Вакуумный насос преобразует механическую энергию, подаваемую на вращаемый вал, в пневматическую энергию путем откачивания воздуха, находящегося внутри системы.  Уровень внутреннего давления таким образом, становится ниже, чем у наружного атмосферного. Объем полезной работы, совершенной вакуумным насосом зависит от кол-ва откачанного газа и разности созданных давлений.  

Механические вакуумные насосы используют тот же принцип работы, что и воздушные компрессоры, за исключением того, вакуумный насос всасывает воздух из замкнутого объема и удаляется наружу.

Основное различие между вакуумным насосом и компрессором в том, что давление воздуха на всасывающей линии всегда ниже атмосферного и становится исчезающее малым при высоких уровнях вакуума. 

Другие отличия между вакуумными насосами и компрессорами таковы:

— у вакуумных насосов разница между создаваемым и атмосферным давлением не может быть выше 760 мм ртутного столба (при абсолютном вакууме). У компрессоров создаваемое давление может составлять десятки и даже сотни атмосфер.

— масса воздуха, подаваемого в вакуумный насос на каждый такт впуска, а также абсолютное изменение давления, уменьшаются по мере увеличения уровня вакуума. У компрессора производительность и давление постоянны.

— при высоких уровнях вакуума значительно меньше воздуха проходит через насос. Таким образом, практически все тепло, выделяющееся в процессе работы насоса поглощается и рассеивается внутри самого насоса. У вакуумного насоса не возникает проблемы отвода тепла, как у компрессора.

 

Получение вакуума в несколько ступеней

Как и при сжатии воздуха, создание вакуума может быть достигнуто за одно прохождение воздуха через насосную камеру. Но для этого может понадобиться и несколько этапов. Один вакуумный насос может использоваться в качестве первой ступени и уменьшать давление в камере, например, на 650 мм.рт. столба. Разряженный воздух подается в другой вакуумный насос, создающий более глубокий вакуум, например, в мембранный вакуумный насос. Тот уже будет доводить уменьшаемое давление до 750 мм.рт. столба. Зачем это нужно? Например, это может объясняться энергетической эффективностью, когда парная работа двух насосов разного типа приводит к меньшим энергозатратам, чем использование только одного насоса, создающего глубокий вакуум.

Продолжение следует…

 

Об авторе: Алексей Циммер, сооснователь инженерного каталога нагнетательного оборудования zenova.ru

 

P.S.

Каталог вакуумных насосов смотрите здесь

Как работают вакуумные насосы?

Вакуумный насос — это устройство, которое избавляется от частиц воздуха или молекул газа в герметичной камере. Классификация проводится в зависимости от диапазона давления, среди прочих факторов. Эти классификации охватывают первичные, вторичные и бустерные насосы, а диапазон давления делится на следующие группы: низкий, средний, высокий, сверхвысокий и чрезвычайно высокий вакуум. Основные части вакуумного насоса включают в себя электродвигатель, опорное основание, компрессор, вход, выпуск и рукоятку.

Как работает вакуумный насос

Какой бы вакуумный насос вы ни купили, знайте, что они работают одинаково. Когда он извлекает молекулы воздуха или газа из одного места, он покидает это пространство с более низким давлением или вакуумом. Однако теперь эти насосы работают по одному из трех принципов.

Захват отвечает за условия высокого и сверхвысокого вакуума. По сути, он потребляет много энергии и требует довольно много обслуживания, которое стоит дорого. Вакуумные насосы имеют различные типы потока, включая переходный, молекулярный и вязкий поток. Вязкий поток также называют непрерывным потоком, и он имеет место при высоких давлениях.

В большинстве случаев коммерческое и промышленное использование насосов осуществляется объемными насосами, такими как винтовой вакуумный насос. Вакуумные насосы имеют решающее значение в металлообработке и во многих отраслях обрабатывающей промышленности.

Типы вакуумных насосов

Существует две основные классификации принципов вакуумной откачки: улавливание и перенос газа. Последний затем разделяется на два: смещение и передачу импульса.

Объемные вакуумные насосы

Для работы этих насосов герметичная камера с потоком жидкости, контролируемым односторонними клапанами, должна расширяться и сжиматься. Процесс создания вакуума начинается с расширения герметичной камеры. Оттуда вакуум втягивает жидкость через впускной клапан в камеру. Как только насос достигает полного расширения, впускные клапаны закрываются, а выпускные открываются, и жидкость вытекает из камеры по мере сжатия. Этот цикл повторяется многократно, создавая пульсирующий поток. Подобно типичным насосам, они также классифицируются в соответствии с конструкцией камеры и движением на роторные и поршневые вакуумные насосы. Существует также много типов роторных насосов: жидкостно-кольцевые, винтовые, шестеренчатые и спиральные вакуумные насосы. С другой стороны, поршневые насосы включают плунжерные, поршневые и диафрагменные вакуумные насосы.

Вакуумные насосы с захватом

Большинство вакуумных насосов с ловушкой работают при высоком вакууме, если нет никакого масляного загрязнения. Принцип работы отличается от одного к другому. Вы должны знать, что они не зависят от роторов или движущихся частей. Однако они нуждаются в регенерации, когда материал или поверхность, улавливающая газы, заполнены; таким образом, их нельзя использовать постоянно. Кроме того, эти насосы не могут избавиться от более легких газов, таких как гелий или неон. Некоторые из улавливающих насосов включают сорбционные, титановые сублимационные, криогенные и ионно-распыляющие вакуумные насосы.

Импульсные насосы

С другой стороны, эти насосы работают, вызывая движение молекул жидкости и газа, используя передачу кинетической энергии в молекулярном потоке. Они также отлично подходят для создания высокого вакуума для создания надлежащего потока. Однако на всем протяжении должно присутствовать низкое давление. Различные импульсные насосы — это диффузионный, масляный диффузионный насос и турбомолекулярный вакуумный насос с многочисленными вращающимися и неподвижными лопастями турбины.

способов выбрать лучший вакуумный насос

Это, несомненно, сложная задача, главным образом потому, что существует множество типов вакуумных насосов. Фактор, который вы также должны иметь в виду, — это обслуживание и стоимость. Проанализируйте или, что еще лучше, спросите о циклах технического обслуживания вашего идеального вакуумного насоса и частоте, с которой они должны выполняться. Это связано с тем, что это повлияет на стоимость установки. Еще одним фактором является производительность насоса.

Существует связь между последним и временем слива машины; таким образом, почему необходимо оценить производительность насоса. Смазка необходима не всем, но если она необходима, обязательно сообщите об этом своему дилеру при совершении покупки. Необходимо знать, что смазка обеспечивает эффективность насоса и сопротивление. Обратите внимание, что лучшим вакуумным насосом для лаборатории является сухой насос. Также учитывайте химическую совместимость используемых газов. Убедитесь, что вы принимаете во внимание эти факторы, так как они сделают вашу покупку стоящей каждой копейки.

Основное применение

Вакуумные насосы используются во многих областях, и каждый из них требует определенного типа в зависимости от цели. Они в основном используются в фармацевтической и медицинской промышленности, а также полезны в литье пластмасс, масс-спектрометрии и фильтрации. В масс-спектрометрии требуемое давление составляет от 10-3 до 10-4 мбар; поэтому выбор вакуумного насоса, который соответствует этому, имеет важное значение. Пылесосы грубой очистки — лучший вариант для агропродовольственной промышленности, дистилляции и сушки. Однако, если вы выполняете лучевую сварку, выбирайте высокий вакуум.

Что нужно знать перед покупкой вакуумного насоса

Проконсультируйтесь с экспертом

Несмотря на исследования, сделайте еще один шаг и свяжитесь с одним из наших экспертов по вакуумным насосам. В конце концов, мы хорошо разбираемся в этой области и можем развеять ваши заботы.

Учитывайте репутацию вашего производителя

Репутация производителя или компании имеет решающее значение, поскольку она позволит вам узнать, во что вы ввязываетесь. Благодаря технологиям вы можете просматривать их обзоры и рейтинги в Интернете, потому что в настоящее время почти у каждой компании есть веб-сайт. Если их репутация ужасна, вам не следует дважды думать о покупке у них, независимо от того, насколько дешевы их цены. Это может быть заманчиво, но в долгосрочной перспективе у вас будет много сожалений, и они часто дорого обходятся.

Рабочая температура вакуумного насоса

Чтобы насос работал на оптимальном уровне, необходимо учитывать температурные условия его работы. Несоблюдение правильных температур снизит эффективность, и ваш вакуумный насос выйдет из строя. Следует знать, что высокая температура напрямую влияет на его работу, так как насос засасывает воздух из системы. Чтобы избежать проблем, вы должны обеспечить насос соответствующей защитой. Таким образом, чрезвычайно высокие или низкие температуры не повлияют на насос, и он прослужит дольше. Однако у вас есть возможность выбрать вакуумный насос, способный выдержать любое из этих условий.

Совместимость материалов

Все сводится к роли покупки вакуумного насоса в первую очередь. Если вы собираетесь использовать химикаты, убедитесь, что выбранный вами насос совместим. В противном случае помпа может работать неправильно. Известно, что сухие насосы устойчивы к кислотным и агрессивным парам. С другой стороны, жидкостно-кольцевые вакуумные насосы могут хорошо работать при использовании с физическими примесями и водяным паром. Убедитесь, что вы выбрали то, что лучше всего подходит для вас.

Если вы все еще не уверены, какой насос лучше всего соответствует вашим потребностям, свяжитесь с нами, и мы поможем вам с вопросами.

Как работает вакуумный насос? (3D-анимация) · Technipedia · Motorservice

Настройки

Вернуться к поиску

Информация о продукте

Зачем автомобилю вакуумный насос? Как работает вакуумный насос? Сколько вакуума он создает? Где находится вакуумный насос? Эта статья дает вам ответы.

Вакуумные насосы устанавливаются в транспортных средствах, в которых недостаточно вакуума. Дизельные двигатели в стандартной комплектации оснащены вакуумными насосами, поскольку они не имеют дроссельных клапанов для создания разницы давлений.
Во многих транспортных средствах вакуум используется для усилителей тормозов, а также для управления пневматическими компонентами, такими как клапаны рециркуляции отработавших газов, заслонки отработавших газов, клапаны вторичного воздуха, переключатели впускного коллектора и органы управления турбокомпрессором. Вакуумные насосы создают вакуумное давление примерно от 0,7 до 0,9бар.

Поскольку все большее количество транспортных средств имеют электропривод, разработка вакуумных насосов также движется в сторону электронасосов. Их можно включать по мере необходимости независимо от двигателя. В гибридных автомобилях электрические вакуумные насосы обеспечивают усиление тормозов при выключенном двигателе внутреннего сгорания. В настоящее время однолопастные вакуумные насосы представляют собой новейшую технологию и во многих случаях устанавливаются на головке блока цилиндров и приводятся в действие распределительным валом.

Ключевые слова :

вакуумный насос

Группа товаров :

Генерация вакуума

видео

Как работает вакуумный насос? (3D анимация)

Группы продуктов на ms-motorservice.com

Это также может вас заинтересовать

Информация о продукте

Вакуумные насосы

Основная информация

Пылесосы используются во многих транспортных средствах для приведения в действие, переключения передач и пневматического усиления. Как создаются эти вакуумы? Какие типы вакуумных насосов существуют и как они работают? Что происходит…

Информация о продукте

Насос вакуумный 7.24807.20.0

Изменения продукта

Вакуумный насос 7.24807.20.0 визуально переработан Вакуумный насос 7.24807.20.0 выглядит иначе? Это потому, что вы смотрите на новую версию. Конструкция насоса была переработана, но новая версия…

Информация по диагностике

Повреждение вакуумного насоса из-за неправильного назначения

Установка неправильного вакуумного насоса может привести к серьезному и дорогостоящему повреждению двигателя. Какой вакуумный насос подходит к какому двигателю? Как правильно установить вакуумный насос? Узнайте, почему важно…

Только для технического персонала. Все содержимое, включая изображения и диаграммы, может быть изменено. Для назначения и замены обратитесь к текущим каталогам или системам, основанным на TecAlliance.

Использование файлов cookie и защита данных

Motorservice Group использует файлы cookie, сохраненные на вашем устройстве, для оптимизации и постоянного улучшения своих веб-сайтов, а также для статистических целей. Дополнительную информацию об использовании нами файлов cookie можно найти здесь, а также информацию о нашей публикации и уведомление о защите данных.

Нажав «ОК», вы подтверждаете, что приняли к сведению информацию о файлах cookie, заявлении о защите данных и деталях публикации. Вы также можете в любое время изменить настройки файлов cookie для этого веб-сайта.

Настройки конфиденциальности

Мы придаем большое значение прозрачной информации, касающейся всех аспектов защиты данных. Наш веб-сайт содержит подробную информацию о настройках, которые вы можете выбрать, и о том, какое влияние оказывают эти настройки. Вы можете изменить выбранные настройки в любое время. Независимо от того, какой выбор вы выберете, мы не будем делать никаких выводов о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные). Для получения информации об удалении файлов cookie обратитесь к функции справки в вашем браузере. Вы можете узнать больше в заявлении о защите данных.

Измените настройки конфиденциальности, нажав на соответствующие кнопки

• Необходимый
• Удобство
• Статистика

Необходимый

Файлы cookie, необходимые для системы, обеспечивают правильную работу веб-сайта. Без этих файлов cookie могут возникнуть сбои или сообщения об ошибках.

Этот веб-сайт будет:

• Сохранение файлов cookie, необходимых системе
• Сохранение настроек, которые вы делаете на этом веб-сайте

Этот сайт никогда не будет делать следующее без вашего согласия:

• Сохраните свои настройки, такие как выбор языка или баннер cookie, чтобы вам не пришлось повторять их в будущем.
• Анонимно оценивайте посещения и делайте выводы, которые помогут нам оптимизировать наш веб-сайт.
• Сделать выводы о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные, например, в контактных формах)

Удобство

Эти файлы cookie упрощают использование веб-сайта и сохраняют настройки, например, чтобы вам не приходилось повторять их каждый раз, когда вы посещаете сайт.