Вакуум насос. Его разновидности и характеристики

Началом разработки подобного оборудования по праву можно считать 1643 год. Именно тогда у ученых получилось измерять атмосферное давление. Уже в 1862 г. началось производство компрессор для создания вакуумной среды.

Первой моделью стал ртутно-поршневой агрегат. Его использовали для перекачивания жидкости из водоемов. Также он являлся основой для сборки масштабной трубопроводной системы.

В 1905 году развитие вакуумной техники и технологий вышло на новый уровень. Ученый Геде представил общественности первый агрегат вращательного действия. Через год был запатентован криосорбционный насос. Его создателем стал Дж. Дьюар.

После таких значимых открытий началось масштабное развитие техники по созданию вакуумной среды. Появились первые молекулярные и диффузионные установки. Со временем они претерпели значительных изменений. Но принцип их действия остался таким же.

Примечание. Современная промышленность не обходится без таких агрегатов. Их эффективно эксплуатируют в различных технологических процессах. Они позволяют сократить временные и финансовые затраты на производство продовольственной и промышленной продукции.

Модели оборудования, которые используют производители, постоянно совершенствуют. Вносят коррективы не только в конструкцию, но и в функциональные возможности каждого компрессора.

Вакуум насос и его классификации

Оборудование предназначено для создания низкой, средней, высокой и сверхвысокой вакуумной среды. Его используют для перекачивания или откачивания различных веществ: газов, паров, их смесей, жидкостей, агрессивных и неагрессивных веществ. Кроме того, что насосы обеспечивают стабильный vacuum, с их помощью создают предварительное разряжение. Оно необходимо для проведения лабораторных исследований и испытаний.

Группы вакуум насосов:

• газосвязывающие – в процессе их работы происходит сорбция молекул обрабатываемого вещества;
• газопереносящие – с их помощью переносят вещества практически в неизмененном состоянии (газовые, паровые, парогазовые смеси, воздушные массы).

Соответственно, оборудование бывает механического и физико-химического действия. Первый вид агрегатов классифицируют на объемные и молекулярные компрессоры. К оборудованию физико-химического действия относят криогенные, струйные, магниторазрядные, сорбционные установки. Они могут работать как самостоятельные компрессорные машины, так и в комплексе с другим подобным оборудованием.

Насос создает вакуумную среду, удаляя из нее молекулы воздушных и паровых смесей. Во время работы он преобразует механическую энергию в кинетическую.

Насос для создания вакуума. Разновидности

Наибольшее распространение в промышленности получили агрегаты вращательного действия (механические).

В эту группу вакуумных насосов входят такие установки:

1. Жидкостно-кольцевые (водокольцевые). Эти агрегаты относятся к категории пластинчатых газовых насосов. В них рабочий объем изменяется в зависимости от интенсивности вращения ротора с пластинами. Их используют в создании низкой вакуумной среды. В качестве рабочей жидкости применяется вода. Критерием ее выбора является давление насыщенных паров.
2. Поршневые. Другие название – плунжерные. В качестве вытеснителей в их конструкции выступают несколько поршней. Они во время работы оборудования совершают возвратно-поступательные движения. Эти агрегаты не являются обратимыми. Они оснащены распределительной системой клапанов. Использовать их как гидродвигатели не получиться.
3. Пластинчато-роторные. Эти компрессоры получили широкое распространение во всех отраслях промышленности. В их рабочем пространстве находится ротор с пластинами. Он отвечает за сжатие и выведение отработанных воздушных и газовых смесей. Особенностью этого оборудования является то, что оно может работать как с неагрессивными, так и с агрессивными средствами.
4. Диафрагмовые (диафрагменные). Аналогичные агрегаты – мембранные. В качестве рабочего элемента их конструкции выступают чувствительная диафрагма или мембрана. Они улавливают молекулы откачиваемого вещества, фильтруют их и выводят наружу. Агрегаты предназначены для откачивания неагрессивной среды и смесей, которые не вступают в реакцию c элементами конструкции.
5. Винтовые. Они относятся к категории роторно-зубчатых агрегатов. Их рабочими элементами являются винты. С их помощью происходит всасывание, сжатие и нагнетание обрабатываемой среды. Они предназначены для откачивания газовых и паровых смесей, жидкостей различной степени вязкости. Наиболее часто применяют эти вакуумные насосы для откачивания воды из скважин и колодцев. Впервые они были использованы на практике в 1936 году.
6. Спиральные. Рабочими элементами этого оборудования являются две спирали. Одна из них остается неподвижной. Вторая – двигается эксцентрично. В результате этого обеспечивается движение откачиваемого вещества из полости всасывания к полости нагнетания.
7. Золотниковые. Это оборудование используют для откачивания жидкостей. Рабочий элемент – золотник. Он выступает в качестве вытеснителя. Сжатие воздушных масс происходит в рабочем пространстве при его движении.

Отдельной категорией идут насосы Рутса. Это роторные компрессоры. В их конструкциях нет масляного уплотнителя. С их помощью создают чистый и стабильный вакуум. Они работают отдельно или в паре с другой насосной установкой механического действия.

Принцип работы вакуум насоса

Практически все системы работают по принципу вытеснения рабочей среды из внутреннего пространства.

Принцип работы вакуумного насоса основан на выполнении двух условий:

• агрегат должен понижать давление в замкнутом пространстве;
• делать это он должен за определенный временной промежуток.

Такие особенности функционирования оборудования дают возможность последовательно подключать его к другим насосным агрегатам. В результате этого удается создать форвакуумную среду. Ее применяют в исследовательской и лабораторной деятельности.

Показатель вакуума зависит от устройства насосов. А именно от функциональных элементов: ротора, пластин, золотников, мембран, плунжеров и прочих.