Vrste in vrste vakuumskih črpalk za vakuumske sisteme in instalacije. Krilna črpalka - njene slabosti v primerjavi z lopatično vakuumsko črpalko

Danes se kar nekaj fizikalnih in kemičnih procesov izvaja v vakuumskem okolju. Za njegovo ustvarjanje se uporabljajo vakuumske črpalke različnih vrst in vrst. Razdeljeni so glede na vrsto dela, tehnične zmogljivosti, funkcionalni namen. Do danes proizvajalci vakuumske opreme proizvajajo volumetrične in nevolumetrične črpalke.

Navigacija:

Volumetrične mehanske instalacije izvajajo črpanje zraka zaradi delovanja gibljivih delovnih elementov. Izvajajo postopno stiskanje zraka z zmanjšanjem prostornine komore. Ta tip črpalk vključuje instalacije z membrano, lopatico, vodnim obročem, odmikačem in spiralnim delovnim elementom. Praviloma se uporabljajo za ustvarjanje nizkega in srednjega vakuuma, ki je enak 10-2 mm Hg. Umetnost. Nekatere enote lahko ustvarijo visok tlak.

Preostale črpalke uporabljajo nemehansko načelo delovanja, pri katerem so plini izpostavljeni nizkim temperaturam ali drugim pojavom, ki prispevajo k ustvarjanju vakuuma. Črpalke te vrste se uporabljajo za ustvarjanje visokega in ultra visokega vakuuma. Sem spadajo difuzijske, parno-oljne, večkrat napolnjene, getterske, getter-ionske in druge črpalke. Vendar pa večina teh črpalk deluje v povezavi s prednjimi črpalkami, da zagotovi zahtevani tlak. Potrebne so za ustvarjanje predhodnega izpusta in jih predstavljajo vse vrste mehanskih črpalk.

Domače vakuumske črpalke

Domače vakuumske črpalke imajo za razliko od tujih inštalacij velike dimenzije, izdelane so iz visokokakovostnih materialov, so zelo produktivne in zanesljive. Uporabljajo se lahko v različnih panogah, pa tudi v kmetijstvu. Domači vzorci iste serije imajo podobne oblike, medtem ko imajo številne modifikacije. Večina elementov črpalke je primerna za druge modele, zato imajo visoko vzdržljivost.

Najpogostejši modeli, ki se proizvajajo v naši državi, vključujejo instalacije serije NVR in VVN. Široko se uporabljajo v različnih sistemih, vendar se bistveno razlikujejo po svoji zasnovi. Ti modeli imajo številne modifikacije, ki se razlikujejo po velikosti, glavnih kazalnikih učinkovitosti in preostalem tlaku. Enote HBP uporabljajo mineralna in polsintetična vakuumska olja, ki so zasnovana za tesnjenje vrzeli. V črpalkah VVN se dodatni mazalni elementi ne uporabljajo zaradi dejstva, da to funkcijo opravlja delovna tekočina, ki jo praviloma predstavlja voda.

Vakuumske črpalke NVR

Vakuumske črpalke HBP se uporabljajo za ustvarjanje nizkega srednjega in visokega vakuuma. Široka paleta inštalacij omogoča njihovo uporabo v industrijskih, kmetijskih, lesnopredelovalnih, živilskih in drugih podjetjih. Instalacije odlikuje dejstvo, da zmorejo v kratkem času ustvariti vakuum z visokim preostalim tlakom. HBP črpalke so vsestranske, saj lahko opravljajo različne vrste nalog.

Modelno paleto predstavljajo enote, kot so NVR-0.1D, 2NVR-0.1D, 2NVR-0.1DM, NVR-1, NVR-4.5D, 2NVR-5DM, 2NVR-5DM1, 2NVR-60D, 2NVR-90D, 2NVR -250D. Enote imajo lahko enostopenjski in dvostopenjski način delovanja, modificirane so s plinskim balastnim ventilom in imajo različne zmogljivosti. Takšne naprave lahko učinkovito črpajo le, če je vakuumski sistem popolnoma brez prahu, umazanije in kondenzata.

Vakuumske črpalke VVN

Vakuumske črpalke serije VVN se od drugih črpalk bistveno razlikujejo po tem, da se v sistemu med delovanjem uporablja tekočina. Praviloma se v tej funkciji uporablja voda. Črpalke imajo ožjo funkcionalnost, vendar so nepogrešljive na številnih področjih dejavnosti.

Glavne prednosti vodnih obročnih vakuumskih črpalk VVN:

• sposoben očistiti črpano mešanico;
• uporabno v sistemih z mehansko kontaminacijo;
• ekološka čistoča;
• pomanjkanje vakuumskega olja v sistemu;
• enostavnost uporabe in vzdrževanja;
• nizka poraba energije;
• vzdržljivost;

Vakuumske črpalke VVN se uporabljajo v živilski, kemični, medicinski, celulozni in papirni, mikrobiološki, kmetijski, lesnopredelovalni, farmacevtski in parfumski industriji.

Vakuumske črpalke za industrijske peči

V industrijskih pečeh se vakuumske črpalke uporabljajo za pospešitev žarjenja, normalizacije, utrjevanja in izboljšanja kakovosti materiala. V vakuumskem prostoru se vsi kemični in fizikalni procesi izvajajo hitro in učinkovito.

Vakuumske črpalke se lahko uporabljajo v industrijskih pečeh obločne, indukcijske, termične, vodikove. Pogosto se za zagotovitev nizkega preostalega tlaka uporabljajo difuzijske peči, ki imajo nevolumetrični tip delovanja.

Za učinkovito toplotno obdelavo v industrijski peči je treba uporabiti črpalke, ki zagotavljajo zadostno hitrost črpanja. Prav tako vam omogoča, da računate na visoko zmogljivost. Enako pomemben kazalnik je preostali tlak, vendar se lahko v različnih pečeh močno razlikuje glede na vrsto operacije, ki se izvaja.

Vakuumske črpalke za klimatske komore

Klimatske komore so oprema, ki je potrebna za preučevanje lastnosti različnih materialov in agregatov. Za učinkovito in hitro delovanje se v inštalacijah uporabljajo vakuumske črpalke.

Za uporabo črpalke v klimatski komori mora biti:

• vzdrži visoke / nizke temperature;
• visoka vlažnost;
• ustvariti zadostno raven vakuuma;
• imel sposobnost ustvarjanja in vzdrževanja potrebnega pritiska.

Vakuumske črpalke z lopatico

Rotacijske črpalke so odlične za industrijsko uporabo. Široka paleta modelov vam omogoča izvajanje operacij različnih vrst. Za klimatske komore in peči za toplotno obdelavo se uporabljajo naprave z visokim preostalim tlakom in hitrostjo.

Instalacije imajo visoko zanesljivost, odpornost proti obrabi, vzdržljivost. Lahko jih pripišemo številu univerzalnih sredstev za ustvarjanje vakuuma. Hkrati je za zagotovitev njihovega delovanja potrebno, da je vakuumski sistem očiščen mehanskih nečistoč in vlage. Za delo v klimatskih komorah se uporabljajo črpalke iz nerjavnega jekla.

Vakuumske črpalke za razplinjevalne komore

Razplinjevanje je proces, ki ne more potekati brez sodelovanja vakuumske črpalke. Toda opravlja glavno nalogo črpanja plinov in plinskih mešanic iz različnih materialov. Za črpanje plinov in hlapov iz gostih materialov se praviloma uporabljajo dvostopenjske vakuumske črpalke.

Dvostopenjska vakuumska črpalka

Dvostopenjska vakuumska črpalka je nadgrajena različica enostopenjske vakuumske črpalke z večjo zmogljivostjo. Ta vrsta namestitve se pogosto uporablja v proizvodnih območjih, kjer je treba ustvariti višji tlak. Hkrati so zanesljivi in ​​se lahko uporabljajo z različnimi vrstami plinov.

Pri dvostopenjskih vakuumskih črpalkah so komore odvisne ena od druge. To pomaga pri sinhronizaciji in s tem poveča produktivnost. Vsako leto postajajo vse bolj priljubljeni zaradi dejstva, da praktično nimajo velikih dimenzij, hkrati pa zagotavljajo najboljšo tehnično zmogljivost.

Suha vakuumska črpalka

Suhe vakuumske črpalke postajajo vse pomembnejše, saj lahko izčrpajo sistem brez kontaminacije. Za razliko od drugih enot ne uporabljajo oljnega tesnila.

Imajo nižjo zmogljivost kot analogne enote, vendar so precej zanesljive. Za učinkovito in pravilno delovanje je potrebno občasno izvajati vzdrževanje z zamenjavo plošč, ki se med delovanjem lahko obrabijo.

Vakuumska črpalka brez olja

Sesalniki brez olja se uporabljajo v podjetjih, kjer je treba zagotoviti čistočo delovanja. Zelo pogosto jih uporabljam pri laboratorijskih raziskavah, kjer je treba v kratkem času ustvariti zadostno raven preostalega tlaka. Instalacije imajo visoko zanesljivost in vzdržljivost.

Pri izdelavi tovrstne črpalke oblikovalci naredijo previdne izračune, saj je pomembno, da je med elementi zadostne reže, ki se bodo izognile trenju, vendar ne tako velike, da bi omogočile znatno zmanjšanje zmogljivosti.

Visoko vakuumske črpalke

Ustvarjanje visokega vakuuma se praviloma pojavi z uporabo več črpalk, vključno s predvakuumom in visokovakuumsko enoto. Podporna črpalka, ki jo predstavlja ena od volumetričnih enot, opravi predhodno praznjenje, izčrpa do 97% plinov, visokovakuumska črpalka pa opravi preostanek dela in doseže mejne vrednosti.

Kot visokovakuumske črpalke se lahko uporabljajo naslednje:

• turbomolekularni;
• difuzija;
• ionski;

Turbomolekularne črpalke

Turbomolekularne črpalke se bistveno razlikujejo od drugih visokotlačnih črpalk. Lahko samostojno ustvarijo visok vakuum, saj imajo mehansko načelo delovanja. Nastavitve delujejo v območju 10-2 - 10-8 Pa. Glavni delovni mehanizem predstavljata stator in rotor z diski, ki se nahajajo pod določenim kotom.

Molekule plinske mešanice, ki so v turbomolekularni črpalki, zaradi trka med seboj bistveno povečajo hitrost gibanja. Rotor se vrti s hitrostjo, ki presega 10.000 vrtljajev, kar je glavni razlog za ustvarjanje visokega tlaka.

Ionska vakuumska črpalka

Ionske ali getter ionske vakuumske črpalke so bile v široki uporabi pred pojavom drugih visokovakuumskih črpalk. Z njihovo pomočjo se ustvari tlak, enak 10-6 mbar. Danes se uporabljajo manj pogosto, a še vedno najdejo svojega potrošnika. Črpalke te vrste odlikujeta prijaznost do okolja in ugodna metoda za pridobitev ultra visokega vakuuma.

V instalaciji se molekule ujamejo in vežejo s plini ali pridobivalno plastjo in nato zadržijo v volumnu instalacije. Zmožni so zadržati vakuum, tudi ko niso v uporabi. Glavni element črpalke je komora in drugi fiksni elementi. Ionska črpalka porabi majhno količino električne energije in ima nizek hrup.

Vakuumske črpalke z vrtljivimi lopaticami brez olja (suhe) so črpalke s premikom, ki ustvarjajo srednje globok vakuum v popolni odsotnosti izpušnega olja v izpušnem zraku. Globina doseženega vakuuma - od 90 do 400 mbar preostalega tlaka, odvisno od modela. Kaj je od 9 do 40% atmosferskega tlaka.

Zelo težko je ustvariti dobro rotacijsko črpalko brez olja, zato število proizvajalcev na svetu ni tako veliko. V bistvu so narejeni v Evropi (, in). In samo črpalke majhne produktivnosti se proizvajajo v ZDA, na Kitajskem in na Tajvanu. Med slednjimi so največje povpraševanje po tajvanskih črpalkah.

Načelo delovanja

Suhe krilne črpalke na splošno delujejo po enakem principu kot . Uporabljajo tudi ekscentrično nameščen rotor z lamelami, ki lahko prosto drsijo v svojih režah.
Animacija 1: princip delovanja rotacijske črpalke

Vendar pa obstajajo nekatere razlike. Suhe črpalke ne uporabljajo olja za tesnjenje reže med rezili in ohišjem, mazanje gibljivih delov ali zagotavljanje hlajenja. Zato lopatice suhih črpalk niso kovinske, temveč iz grafitnega kompozita. Grafit ustvarja veliko manj trenja kot kovina, zato ne potrebuje veliko hlajenja. Poleg tega se grafitne lopatice hitro drgnejo ob površino, po kateri drsijo, kar zagotavlja dobro tesnjenje rež med ohišjem in lopaticami.

Po eni strani je zasnova črpalk brez olja enostavnejša: ni separatorja olja in oljnih kanalov. Po drugi strani pa pomanjkanje mazanja povečuje zahteve po kakovosti površinske obdelave.

Prednosti in slabosti rotacijskih vakuumskih črpalk brez olja (v primerjavi z oljem)

Obstajata dva glavna razloga za izbiro suhe krilne črpalke: relativno čist zrak na izhodu in zmožnost dolgotrajnega dela z grobim vakuumom. Poleg tega ni treba nenehno spremljati nivoja olja in skrbeti za odvajanje črpanega plina.

Vse prednosti suhih črpalk so zrcalna slika slabosti modelov, mazanih z oljem: če olje raje deluje v načinu vzdrževanja globokega vakuuma, lahko suha črpalka dlje časa deluje z grobim vakuumom pri dovod. Pogosto se pojavi tudi situacija, ko prečrpani zrak ostane v istem prostoru, kjer delajo ljudje. Po prehodu skozi model, mazan z oljem, je zrak neizogibno nasičen z oljnimi hlapi, ki ne le slabo dišijo, ampak tudi niso zelo koristni za druge. Filtri izpušnih cevi do neke mere rešujejo to težavo. Toda popolnih filtrov ni.

Po drugi strani pa po prehodu skozi rotacijsko črpalko brez olja, čeprav zrak ne ostane popolnoma čist, v tem primeru namesto olja v zrak vstopijo delci grafitnega prahu. Ta prah se najprej sprosti veliko manj kot olje. In drugič, grafit ne diši in ga je veliko lažje filtrirati. Zato je črpalka brez olja dobra izbira za prostore, kjer ljudje delajo.

Druga pomembna pomanjkljivost črpalk, mazanih z oljem, je potreba po stalnem spremljanju nivoja olja. Ta raven se lahko poveča zaradi pojava kondenzata in zmanjša, na primer pri delu z grobim vakuumom ali pri preseženi temperaturi. Vsak od teh scenarijev je škodljiv za krilno oljno črpalko: če ni dovolj olja, se bo pregrela in izgorela, in če je v olju veliko kondenzata, bo črpalka hitro zarjavela. Črpalka brez olja je sprva brez teh pomanjkljivosti: ni je treba nenehno spremljati, dovolj je, da preverite debelino rezil vsakih 2-3 tisoč delovnih ur.

Na splošno je za preostale tlake nad 400 mbar črpalka brez olja dobra izbira. Ni pa več primeren za ustvarjanje globljega vakuuma. Najnaprednejši modeli v našem katalogu lahko zagotovijo le 100 mbar preostalega tlaka. Druga omejitev je življenjska doba. Modeli, napolnjeni z oljem, lahko zagotavljajo enako zmogljivost več let (potrebno je le občasno dolivanje olja), kar mnogi laboratoriji uporabljajo za vzdrževanje stabilnega vakuuma v laboratorijski omari podnevi in ​​ponoči. Suha lopatična črpalka lahko deluje tudi 24 ur na dan, 7 dni v tednu, vendar se bo zaradi obrabe rezil njena učinkovitost zmanjšala. Zato je priporočljivo, da takšno črpalko vklopite točno takrat, ko je to potrebno, in jo izklopite ob koncu izmene.

Obraba delovnih plošč

Kot lahko vidite iz zgornje animacije, se delovne plošče nenehno premikajo vzdolž posebnih rež v rotorju. Izletijo pod delovanjem centrifugalne sile, se tesno prilegajo stenam komore in razdelijo prosti prostor delovne komore na več izoliranih volumnov.

Rotor črpalke se vrti z veliko hitrostjo (običajno 1400-1500 vrt/min, saj se uporabljajo 4-polni elektromotorji), zato obstaja problem trenja plošč ob notranjo površino delovne komore. Pri črpalkah, mazanih z oljem, ta težava ni akutna, zato so delovne plošče (rezila) lahko sestavljene ali bolj trpežne kovinske. Pri suhih črpalkah pa so plošče lahko izdelane samo iz grafitnega kompozita (karbonske lopatice). Sam grafit je dobro mazivo - grafitne plošče drsijo skozi delovno komoro brez pregrevanja. Toda hkrati se grafit relativno hitro obrabi. Poleg tega se zaradi trenja ob ohišje črpalke ne zmanjša le njegova dolžina, temveč se tudi njegova debelina zmanjša zaradi trenja ob rotor.

Slika 1. Tri vrste obrabe grafitnih lopatic rotacijskih črpalk.

Obrabljena grafitna rezila (plošče) vodijo do puščanja zraka in zmanjšanja globine vakuuma ter delovanja črpalke. Kakšna je povprečna življenjska doba rezila črpalk brez olja? Večina proizvajalcev tega obdobja sramežljivo ne navede. Vendar pa imamo nekaj informacij.

Tajvanski sesalnik za stopnice nakazuje potrebo po zamenjavi rezil po 8.000 do 10.000 urah. Ugotavljajo pa, da se delovanje katere koli krilne črpalke brez olja začne zmanjševati po 3000 urah delovanja.

Italijani DVP pišejo o življenjski dobi zapisov 10.000 ur. Nekoč je v našo pisarno prišel inženir, ki je imel črpalko SB 16 tega italijanskega podjetja. Povedal je, da je črpalka pri njih delala 20.000 ur (čeprav v načinu kompresorja, vendar to ne spremeni bistva), nato pa je prenehala normalno delovati (šlo je za obrabo rezil in ne za okvaro črpalka). Hkrati so bile izpušne cevi v notranjosti prekrite s tanko plastjo grafitnega prahu. Ta primer pravi, da proizvajalec navaja minimalno zajamčeno življenjsko dobo rezil, v praksi lahko delujejo dlje, vendar z zmanjšanjem delovnih parametrov.

Nemci Becker iz serije VX, KVX držijo rekord življenjske dobe rezil (žal, tudi za ceno črpalk) - vsaj 20.000 ur, v praksi od 20 do 40 tisoč.

Slika 2. Graf poslabšanja zmogljivosti suhih krilnih črpalk zaradi obrabe rezila.

Pri kateri globini vakuuma je učinkovitost krilnih vakuumskih črpalk najvišja?

Učinkovitost krilnih črpalk brez olja ni fiksna vrednost, ampak je odvisna od delovne točke (globina vakuuma). Pri skoraj atmosferskem vstopnem tlaku (pri grobem vakuumu) je učinkovitost črpalke zelo nizka in postane sprejemljiva (40 % in več) pri globini vakuuma 300 mbar (700 mbar preostali tlak). Učinkovitost doseže svoj maksimum (skoraj 60 %) pri vakuumu 600-700 mbar (300-400 mbar absolutnega tlaka), nato pa se ponovno začne zmanjševati na 40 %, ko se vakuum poglablja.

Slika 3. Primerjava učinkovitosti suhe krilne vakuumske črpalke in vrtinčnega enostopenjskega puhala.

Če primerjamo na primer rotacijsko krilno vakuumsko črpalko brez olja in enostopenjski vrtinčni puhalnik, ki deluje v vakuumskem načinu, se izkaže, da ti 2 napravi med seboj ne tekmujeta, ampak se dopolnjujeta. V območju ustvarjenih tlakov od -100 do -300 mbar vrtinčno puhalo kaže najboljše vrednosti izkoristka, v območju od -300 do -900 mbar pa rotacijsko puhalo deluje veliko bolj učinkovito.

Vijačna vakuumska črpalka DRYVAC proizvajalca Leybold GmbH (Nemčija)

Načelo delovanja, ki temelji na vrtenju vijakov, omogoča črpanje plina brez prisotnosti olja v območju stiskanja. Vijačna vakuumska črpalka DRYVAC ima kompresijsko votlino, ki jo tvori površina ohišja, ter dva rotorja, ki izvajata sinhrono vrtenje. Zaradi dejstva, da se rotorji vrtijo v nasprotnih smereh, pride do postopnega premika kompresijske votline od sesalne proti izpušni strani, kar na koncu zagotovi želeni učinek črpanja.

Kljub temu, da v obravnavani zasnovi poteka proces notranjega stiskanja plina, je "pot delcev" v notranjem prostoru črpalke minimalna. Ta funkcija močno poenostavi vzdrževanje in zmanjša potrebo po servisnih delih na možni minimum.

Serija DRYVAC je nova serija naprav brez olja, ki temeljijo na vijačnih vakuumskih črpalkah. Celoten sklop, ki je lahko različen, je treba izbrati ob upoštevanju obsega uporabe in drugih posameznih meril.

Pri razvoju serije so bile upoštevane dejanske potrebe procesov, pri katerih so zahteve za vakuumske črpalne sisteme precej visoke. Obravnavane naprave se uporabljajo predvsem pri izdelavi zaslonov, fotovoltaičnih elementov, pa tudi za številne druge industrijske aplikacije.

Vsaka različica črpalk serije DRYVAC je vodno hlajena, zahvaljujoč temu je značilna kompaktna zasnova in možnost relativno enostavne namestitve tudi v kompleksne sisteme vzporedno z zanesljivimi črpalnimi enotami RUVAC WH, WS in WA. serija.

Paleta vijačnih vakuumskih črpalk DRYVAC vključuje:

• model DV 450
• model DV 450S
• model DV 650
• model DV 650-r
• model DV 650 S
• model DV 650 S-i
• model DV 650 C
• model DV 650 C-r
• model DV 1200
• model DV 1200 S-i
• model DV 5000 C-i

Na različnih področjih človeške dejavnosti je potrebno ustvarjanje vakuuma. Ta izraz označuje stanje plinske faze, katere tlak je pod atmosferskim. Meri se v milimetrih živega srebra ali paskalih. Redčenje plinov se pojavi, ko je snov prisiljena odstraniti iz naprav z omejeno prostornino. Tehnična naprava, zasnovana za ta namen, se imenuje vakuumska črpalka. Lahko se uporablja samostojno ali je del bolj zapletenih sistemov.

Vakuum se pogosto uporablja v različnih tehničnih napravah. Omogoča vam znižanje vrelišča vode ali kemičnih tekočin, odstranjevanje plinov iz materialov, ki zahtevajo večjo homogenost sestave, ustvarjanje sterilnih pogojev za obdelavo in shranjevanje. Z majhnimi dimenzijami in ekonomično porabo energije vam sodobne vakuumske črpalke omogočajo hitro doseganje globoke stopnje vakuuma. Uporabljajo se v najrazličnejših procesih in področjih dejavnosti:

• v rafiniranju nafte in kemični industriji za vzdrževanje potrebnih pogojev za potek reakcij in ločevanje nastalih zmesi;
• pri razplinjevanju kovin in drugih materialov za ustvarjanje delov s homogeno strukturo in odsotnostjo por;
• v farmacevtski in tekstilni industriji za hitro sušenje izdelkov brez dviga temperature;
• v živilski industriji pri pakiranju mleka, sokov, mesnih in ribjih izdelkov;
• v procesu evakuacije hladilne in druge opreme s povečanimi zahtevami po odsotnosti vlage;
• za normalno delovanje avtomatskih transportnih linij z uporabo vakuumskih priseskov kot prijemal;
• pri opremljanju proizvodnih in raziskovalnih laboratorijev;
• v medicini pri delovanju dihalnih aparatov in zobozdravstvenih ordinacijah;
• v poligrafiji za pritrditev termalnih filmov.

Načelo delovanja vakuumskih črpalk

Vakuum nastane, ko se snov mehansko odstrani iz zaprtega prostora. Tehnično se to izvaja na različne načine. Načelo delovanja vakuumska črpalka curka temelji na zavzemanju molekul plina s tokom vode ali pare, ki pri visoki hitrosti leti iz ejektorske šobe. Njegova shema predvideva povezavo stranske cevi, v kateri nastane vakuum.

Prednost te zasnove je odsotnost gibljivih delov, pomanjkljivost pa mešanje snovi in ​​nizka učinkovitost.

V tehnologiji, najpogostejši mehanske enote. Delovanje vakuumske črpalke z vrtljivim ali batnim glavnim delom je sestavljeno iz občasnega ustvarjanja razširitvenega prostora znotraj ohišja, polnjenja s plinom iz vstopne cevi in ​​nato potiskanja ven skozi izstop. Zasnova vakuumske črpalke je v tem primeru lahko zelo raznolika.

Glavne vrste vakuumskih črpalk

Pri izdelavi naprav za ustvarjanje vakuuma se uporabljajo kovinski in plastični materiali, ki so odporni na kemične učinke črpanega medija in imajo zadostno mehansko trdnost. Veliko pozornosti je namenjeno natančnosti prileganja vozlišč in tesnosti stika površin, kar izključuje povratni zdrs plinov. Tukaj je seznam glavnih vrst vakuumskih črpalk, ki se razlikujejo po zasnovi in ​​načelu delovanja.

Vodni obroč

Vakuumska črpalka z vodnim obročem je ena od možnosti za tekoče obročne enote, ki se uporabljajo za ustvarjanje vakuuma kroženje čiste vode. Ima obliko cilindra z rotorjem, opremljenim z rezili, ki se vrti na izven sredinske gredi. Pred začetkom dela se napolni s tekočino.

Pri zagonu motorja propeler pospešuje vodo vzdolž notranjih sten ohišja. Med njim in rotorjem se oblikuje vakuumsko območje v obliki polmeseca. Vanj steče plin iz dovodne cevi črpalke. Premične lopatice ga premikajo vzdolž gredi in izvržejo skozi izstop. Pogosto se uporabljajo tudi tovrstne enote za delno obdelavo plina zaradi intenzivnega stika z vodo.

Uporaba tekočine kot delovnega telesa zagotavlja številne prednosti.

1. Voda, ki se vrti v prostoru med rotorjem in ohišjem črpalke, odpravlja možnost zračnosti plina, zamenjavo tesnil in zmanjša zahteve po natančnosti pri izdelavi delov.
2. Vsi vrtljivi deli črpalke se nenehno spirajo s tekočino, kar zmanjša trenje in izboljša odvajanje toplote.
3. Takšne naprave redko zahtevajo popravilo, imajo dolgo življenjsko dobo in porabijo najmanj električne energije.
4. Delo s plini, ki vsebujejo vodne kapljice in majhne mehanske nečistoče, ne vpliva negativno na tehnično stanje opreme.

Slednja okoliščina je pomembna pri uporabi takšnih črpalk za črpanje zraka iz posod, ki vsebujejo vlago. Uporabljajo se za klimatske naprave in druge hladilne enote, ko je sistem evakuiran, preden jih napolnimo s freonom.

Lamelarno-rotacijski

Takšne črpalke imajo valjasto telo s skrbno polirano notranjo površino in rotor, ki se nahaja v njem. Njihove osi se ne ujemajo, zato ima stranski odmik drugačno vrednost. Rotor vsebuje posebne gibljive plošče, ki jih vzmeti pritisnejo na telo in delijo prosti prostor na sektorje spremenljive prostornine. Ko je motor vklopljen, se plini premikajo tako, da v sesalni cevi vedno nastane podtlak, v tlačni cevi pa vedno nastane presežni tlak.

Za zmanjšanje trenja so plošče izdelane iz antifrikcijski materiali ali se uporabljajo posebna olja z nizko viskoznostjo. Črpalke te vrste so sposobne ustvariti dovolj močan vakuum, vendar so občutljive na čistost črpane tekočine ali plina, zahtevajo redno čiščenje in kontaminirajo izdelek s sledovi maščobe.

Membransko-bat

Delovno telo črpalk tega principa delovanja je fleksibilna membrana povezana z vzvodnim mehanizmom. Izdelana je iz sodobnih kompozitnih materialov, ki so odporni na mehanske obremenitve. Njegovi robovi so trdno pritrjeni na telo, osrednji del pa se pod delovanjem električnega ali pnevmatskega pogona upogne, izmenično zmanjšuje in povečuje prostor notranje komore.

Spremembo volumna spremlja sesanje in iztiskanje vhodnih plinov ali tekočin. Pri skupnem delu v protifazi obeh membran je zagotovljen neprekinjen način črpanja. Sistem ventilov uravnava pravilno porazdelitev in smer tokov. Mehanizem nima vrtljivih ali drgnjejočih delov v stiku s črpanim izdelkom.

Za prednosti takšnih črpalk mora vključevati:

• brez kontaminacije izdelka z maščobo ali mehanskimi nečistočami;
• popolna tesnost, brez puščanja;
• visoka donosnost;
• enostavnost nadzora pretoka;
• dolgotrajno delovanje v suhem načinu, ki ne škoduje strukturi;
• zmožnost uporabe pnevmatskega pogona za delo v eksplozivnem okolju.

vijak

Načelo delovanja vijačnih črpalk temelji na premik tekočine ali plina vzdolž vrtljivega vijaka. Sestavljeni so iz pogona, enega ali dveh spiralnih rotorjev in primerno oblikovanega statorja. Visoka natančnost izdelave delov ne omogoča, da črpani medij zdrsne nazaj. Posledično nastane nadtlak na izhodu črpalke, na vstopu pa nastane vakuum.

Takšna oprema je draga zaradi visokih zahtev glede kakovosti. Ni ga mogoče dolgo časa hraniti v "suhem" načinu.

Glavne prednosti takšnih črpalk:

• enakomernost toka;
• nizka raven hrupa;
• sposobnost črpanja tekočin z mehanskimi vključki.

Vortex

Vortex vakuumske črpalke po svoji zasnovi spominja na centrifugalno opremo. Imajo tudi krilni rotor, ki se vrti na osrednji gredi. Temeljna razlika je v lokaciji dovodne cevi na zunanjem obodu telesa in ne v območju osrednje osi.

Najmanjša reža med rotorjem in ohišjem zagotavlja stabilno gibanje črpane tekočine v zahtevani smeri. Enote te vrste so sposobne ustvariti dovolj visok izpustni tlak in imajo samosesalni učinek. Te črpalke so enostavne za upravljanje, enostavne za popravilo in so se izkazale pri črpanju mešanic plina in tekočine, vendar imajo nizek izkoristek. Občutljivi so na vdor mehanskih nečistoč, ki lahko povzročijo hitro obrabo rotorja.

Samoizdelava vakuumske črpalke

Če niste pripravljeni nositi stroškov nakupa tovarniške opreme, poskusite sami izdelati vakuumsko črpalko. Za črpanje zraka iz posode majhne prostornine se lahko prilega medicinsko injekcijsko brizgo ali rahlo modificirano ročno kolesarsko črpalko.

Nasvet! Pri pogosti uporabi in evakuaciji velikih plovil je bolj priročno uporabljati naprave z električnim pogonom.

Razmislite o možnosti izdelave vakuumske instalacije iz kompresorja starega hladilnika. Zasnovan je že za črpanje plina in bo z minimalnimi popravili lahko ustvaril vakuum. Vaša dejanja bodo izjemno preprosta:

• na določeni razdalji od kompresorja z nožno žago za kovino izrežite dve bakreni cevi, ki sta primerni za to;
• razstavite kompresor skupaj z napajalnim tokokrogom ali ga skupaj z zagonskim relejem zamenjajte z novim, podobnim staremu;
• na bakreno cev, ki je prišla iz kondenzatorja, nataknite duritno cev ustreznega premera in jo z drugim koncem povežite s posodo, ki jo evakuirate;
• za tesnost povezave lahko uporabite običajno sponko ali uporabite zavoj jeklene žice;
• priključite vakuumsko črpalko na električno omrežje in se po zagonu z odzračevanjem zraka iz druge bakrene cevi prepričajte, da pravilno deluje.

Pomembno! Kompresor hladilnika ni zasnovan za delovanje v vlažnem okolju, zato je treba paziti, da nanj ne pride voda.

Batne (batne) vakuumske črpalke. Bypass naprave. škodljiv prostor

Batna vakuumska črpalka je vrsta mehanske vakuumske črpalke, ki je sposobna stiskati pline na atmosferski tlak. Takšen aparat ima napravo, podobno dvodelujočemu batnemu kompresorju. Glavna razlika je v tem, da ima batna vakuumska črpalka višje kompresijsko razmerje.

Levo - začetna faza, 2 položaja v sredini - vmesna faza, desno - končna faza

Bat vključuje cilindrični del, ki obdaja ekscentrik, in votel pravokoten del, ki se prosto giblje v tečajni reži. Ko se ploski del bata vrti, se vrtilec prosto vrti tudi v sedežu ohišja črpalke. Ta bat je opremljen s kanalom, skozi katerega plin vstopa v črpalno komoro iz izčrpane votline. Vdor prihajajočega toka plina v dovod črpalke je omejen s predhodnim zapiranjem dovoda, ko se tuljava premika. Obstaja tudi možnost zmanjšanja škodljivega prostora. Tesnost stika rotorja z cilindrom v črpalkah je zagotovljena z dejstvom, da se v klinu med rotorjem in cilindrom oblikuje debela plast olja.

Mehanske vakuumske črpalke izvajajo črpanje volumna, začenši z nivojem atmosferskega tlaka. Zaradi dejstva, da se črpani plin sprošča v ozračje, glede na mehanske vakuumske črpalke, se lastnosti, kot so najvišji delovni tlak, pa tudi najvišji začetni in izpušni tlak, ne uporabljajo. Glavne značilnosti oljno tesnjenih mehanskih vakuumskih črpalk so:

• končni preostali tlak;
• hitrost delovanja.

Mehanske vakuumske črpalke

Mehanska vakuumska črpalka je enota za odstranjevanje plina, ki se uporablja za pridobivanje / vzdrževanje tlaka pod atmosferskim tlakom v rezervoarjih, iz katerih se delovna tekočina črpa v določenih intervalih pri določeni sestavi in ​​velikosti pretoka plina.

Delovanje takšne črpalne enote temelji na dejstvu, da se plin premika zaradi mehanskega premikanja delovnih delov črpalke, s čimer se izvaja črpalno delovanje. Prostornina, ki je napolnjena s plinom, je odrezana od vstopa in se premakne na izstop. Plin se sistematično premika do izhoda črpalne enote kot posledica gibanja, ki se prenaša na molekule plina.

V skladu s konstrukcijskimi značilnostmi in načinom delovanja te vrste črpalk ločimo sedem vrst črpalk (vijak / membrana / bat / rotacijsko lopatico / tuljava / korenine / spirala). V skladu z vrsto delovne tekočine so mehanske črpalke lahko molekularne (delujejo zaradi pretoka molekul snovi) in volumetrične (delujejo zaradi laminarnega toka snovi). Mehanske vakuumske črpalke se razlikujejo glede na stopnjo koncentracije vakuuma (visoka, nizka, srednja). Poleg tega je ta tip črpalke razdeljen na tiste, ki lahko delujejo brez maziva in z mazivom.

Ta vrsta črpalnih enot se uporablja v različnih panogah: kemija, metalurgija, elektronika, živilska industrija, medicina, astronavtika. Mehanske vakuumske črpalke se uporabljajo tudi kot del najrazličnejših industrijskih inštalacij, pa tudi v tehničnih procesih (npr. pretakanje kovin, nanašanje tankih filmov, simulacija prostorskih razmer itd.).

Zaradi vse večjega povpraševanja po črpalnih enotah se mehanske vakuumske črpalke nenehno izboljšujejo in razvijajo, razvijajo se črpalne enote z izboljšano zmogljivostjo.

Hitrost delovanja takšnih črpalk ni odvisna od vrste črpanega plina. Preostali tlak je odvisen od zasnove črpalne enote in lastnosti delovne tekočine. Delovna tekočina je praviloma olje, ki ima seznam potrebnih lastnosti:

• nizka kislost;
• viskoznost;
• dobre mazalne lastnosti;
• nizek nasičen parni tlak v območju delovne temperature črpalke;
• nizka absorpcija plinov in hlapov;
• stabilnost viskoznosti pri temperaturnih spremembah;
• visoka trdnost tankega (0,05-0,10 mm) oljnega filma, ki lahko prenese tlačno razliko v reži, ki je enaka atmosferskemu tlaku.

Stabilnost lastnosti mehanskih vakuumskih črpalk je odvisna od velikosti rež med površinami, števila teh rež, pa tudi od kakovosti olja, ki maže drgne površine.

Batna vakuumska črpalka je lahko opremljena z obvodno napravo za povečanje učinkovitosti. Obvodne naprave se lahko strukturno razlikujejo. Njihova funkcija je izenačiti pritisk na obeh straneh bata na koncu giba bata.

Če teh kanalov ni, se preostali stisnjen plin iz škodljivega prostora razširi, ko se bat premika od leve proti desni. V tem primeru ima preostali stisnjen plin raven tlaka p2. Krivulja ea 1 do sesalnega tlaka p1 in p1 in λ 0 \u003d V 1 / V. V vakuumski črpalki se pri skrajnem levem položaju bata preostali plin premakne v desno votlino cilindra, kjer je tlak enak p1. Tlak v škodljivem prostoru pade od p2 prej p v, preostali plin pa se širi vzdolž krivulje fa. Sesanje se začne na samem začetku hoda bata ( λ 0 \u003d (V "1 / V)> λ 0). Podoben proces se zgodi, ko se bat premika v nasprotni smeri (od desne proti levi). Posledično se volumetrična učinkovitost poveča z 0,8 na 0,9 λ 0 .

Prisotnost škodljivega prostora je razlog, zakaj batna vakuumska črpalka ne more ustvariti absolutnega vakuuma in ima teoretično mejo te vrednosti, ki ustreza določenemu preostalemu tlaku p pr. vrednost p pr bolj v odsotnosti obvoda kot v njegovi prisotnosti.

Če vakuumska črpalka deluje neprekinjeno, je prostornina sesanega plina enaka volumnu procesnih plinov, izpuščenih v ozračje, in se prostornine, ki se od zunaj skozi puščajoča območja, s časom ne spreminjajo. Indikator moči na gredi vakuumske črpalke se prav tako ne spreminja. Treba je opozoriti, da je ta parameter večkrat višji za stroje, opremljene z obvodom, ker delo širjenja obhodne količine stisnjenega plina se izgubi.