Вакуумные насосы

Любой вакуумный агрегат действует по принципу вытеснения газовых молекул из рабочего пространства. Частицы перемещаются в нужном направлении, а давление в камере при этом изменяется. Агрегаты выполняют важную функцию — создание разрежения нужной степени за конкретный промежуток времени. Если достигнуть заданных условий не получается, подключают дополнительное оборудование — форвакуумный насос. Он снижает давление, а затем в действие вступает основной откачной аппарат.

Глубина полученного вакуума определяется герметичностью рабочего пространства. Чтобы избежать утечек, производители уплотняют зазоры маслом в масляных насосах или специальным материалом в сухих устройствах. Последние считаются более популярными, поскольку они не требуют замены смазки и продуцируют чистый вакуум.

Вакуумные агрегаты обычно классифицируют по принципу работы, но при подборе техники удобнее опираться на группировку устройств по особенностям действия. Каждый тип оборудования имеет особые преимущества.  Выделяют несколько групп аппаратов:

1. Масляные (маслосмазываемые, маслозаполненные) — с добавлением смазки в проточный отсек для улучшения скольжения движущихся деталей, уплотнения отверстий и охлаждения поверхности.

2. Безмасляные (сухие) — работают без масла, поэтому создают чистый вакуум и минимальное предельное остаточное давление. Агрегаты считаются экологичными, поскольку частицы смазки при нагнетании не проникают в атмосферу.

3. Взрывозащищенные — изготавливаются в корпусе с особой защитой для взаимодействия с взрывоопасными, легковоспламеняющимися и парогазовыми потоками. Производители уделяют особое внимание герметичности конструкции, чтобы опасные смеси не попали в атмосферу.

4. Химически-стойкие — изготавливаются из особо прочных материалов или стандартных, но с защитным покрытием. Устройства способны перекачивать химически активные газы. Хорошей устойчивостью к агрессивным потокам обладает дюралюминий, конструкционные стали, другие структуры.

5. Бустерные — служат для поддержания эффективности откачки в средне- и высоковакуумном оборудовании. Такими агрегатами могут быть паромасляные устройства или двухроторные аппараты типа Рутс.

Электродвигатель агрегатов может быть однофазным, двухфазным или трехфазным. Некоторые устройства оснащены асинхронным электрическим двигателем, другие — мотором, соединённым через муфту.

Низковакуумные насосы

Низковакуумное оборудование предназначено для создания разрежения до 1000 Па. Данные устройства действуют в вязкостном режиме откачки среды. К этой группе относятся аппараты объемного типа:

• водокольцевые;
• пластинчато-роторные;
• винтовые (масляные);
• когтевые.

Форвакуумные насосы

Форвакуумные агрегаты используются для предварительной откачки потока в средне- и высоковакуумные системах. Они являются начальной ступенью многоуровневых комплексов по обработке смесей. Форвакуумные насосы создают разрежение, необходимое для функционирования высоковакуумных систем. К ним относятся аппараты:

• роторно-пластинчатые (маслозаполненные рпвн);
• поршневые;
• спиральные;
• мембранные (диафрагменные);
• золотниковые (плунжерные);
• винтовые (сухие);
• адсорбционные;
• эжекторные.

Высоковакуумные насосы

Высоковакуумное оборудование функционирует в молекулярном режиме откачки потоков и требует предварительного разрежения форвакуумными аппаратами. К этой группе относятся мощные безмасляные устройства:

• диффузионные;
• турбомолекулярные;
• криогенные (сорбционные);
• геттерные;
• магниторазрядные.

Вакуумные насосы действуют по технологии откачки воздуха из замкнутого пространства. Так получают разреженную среду с низким давлением и поддерживают нужную степень вакуума. Она необходима для многих технологических процессов в промышленности, но иногда требуется для бытовых нужд.

В зависимости от предполагаемой сферы эксплуатации технические параметры агрегатов отличаются:

• скоростью откачки потока;
• уровнем предварительного вакуума;
• величиной рабочего и конечного давления;
• объемом жидкости, которая необходима для охлаждения аппарата;
• энергопотреблением.

Промышленные вакуумные насосы

Чаще всего вакуумные агрегаты востребованы в промышленности. Масляные и сухие аппараты с различной мощностью, производительностью, конструкцией способны справиться с любой задачей. Они работают с чистыми и загрязненными средами, содержащими пыль, твердые компоненты, посторонние включения.

Предприятия используют насосы во взрывозащищенном или химостойком исполнении, если нужно откачать агрессивные, токсичные или взрывоопасные потоки. Также существуют одноступенчатые и многоступенчатые модели, предназначенные для обработки среды в несколько этапов. Версии с двумя и большим количеством ступеней функционируют при давлении, соответствующем предельному вакууму.

Бытовые вакуумные насосы

Принцип функционирования агрегатов определяется его конструктивными особенностями и методом перекачки. Среди изделий различают устройства:

• газоперемещающие — всасывают воздух через патрубок в рабочую камеру, затем выводят в отверстие нагнетания;
• газопоглощающие — газ удерживается снаружи или внутри поглощающих деталей.

Газоперемещающие установки по принципу работы бывают объемные и кинетические. Первые циклично перекачивают поток с области всасывания в отдел нагнетания. Кинетические устройства выводят газ из системы и наделяют его импульсом, который перемещает среду к выходу.

К насосному газоперемещающему оборудованию относятся:

• пластинчато-роторные – масляные и сухие рпвн;
• водокольцевые – ввн насосы и вакуумные установки (водяное/воздушное охлаждение);
• турбомолекулярные – тмн могут работать в связке с молекулярными насосами.

К газопоглощающему оборудованию относятся насосы:

• криогенные — частицы воздуха осаждаются на поверхностях при понижении температуры рабочего потока;
• геттерные — молекулы газа связываются геттером;
• адсорбционные — при охлаждении адсорбента воздух поглощается, а при нагревании выделяется из рабочего объема.

Вакуумное оборудование необходимо в пищевой, химической, полупроводниковой, научной, медицинской области. Его используют для уборки — удаляют мусор, пыль и другие отходы из производственных помещений. Агрегаты откачивают пар и газ из древесины, сушильных камер, применяются для аэрации прудов.

В вакуумной металлургии аппараты ответственны за плавление, литьё и другие процессы. В аэрокосмической промышленности устройства применяют для дегазации стали и при проведении лабораторных испытаний. Высокопроизводительные электронасосы необходимы для различных направлений:

• полиграфии;
• масс-спектрометрии;
• фармацевтики;
• нефтехимии и других.

Для большинства промышленных направлений подходят низковакуумные агрегаты. Лишь некоторые производственные условия требуют получения среднего или высокого разрежения. При подборе оборудования специалисты учитывают:

1. Производительность — скорость откачки воздушных смесей.
2. Особенности конструкции — водокольцевые, ротационные, поршневые аппараты. Среди них больше востребованы ротационные устройства с одним или двумя роторами. Поршневые установки практичны, но не позволяют равномерно откачивать воздух и характеризуются меньшим КПД в сравнении с ВВН.
3. Дополнительные критерии — размер и вес конструкции, уровень шума и вибраций, энергоэффективность.

В каталоге цена вакуумных насосов со схожими рабочими параметрами может существенно отличаться. Поэтому стоит рассчитать эксплуатационные расходы — для непрерывного режима работы выгоднее оформить заказ на дорогой аппарат с низким энергопотреблением, высококачественными подшипниками и минимальными требованиями к техобслуживанию.