Водокольцевой вакуумный насос: принцип работы, плюсы и минусы устройства

Водокольцевые насосы

Данное вакуумное оборудование по своей конструкции подобно пластинчато-роторные насосам, но в отличии от них используется в сфере глубокого вакуума. В этом устройстве для того, чтобы создать район с низким атмосферным давлением погружают беспрерывно вращающийся ротор в жидкость (обычно используют воду, не содержащую в себе мусор) и при этом она должна поступать постоянно. В качестве рабочей жидкости может также выступать масло, растворы щелочей, кислот. Ротор с лопатками крутясь в жидкости все больше и больше сжимает газ находящийся в системе, а также двигает его к выпускному клапану. В конце концов газ доводится до кондиции способной открыть выпускной клапан. Оригинальный ход ротора в камере стал возможен благодаря его необычному расположению внутри рабочего пространства. Достоинств у данного вакуумного оборудования много: простота конструкции, устойчивость к различным примесям попадающимися в газовой среде, не загрязняет маслом откачиваемый газ. Огромным недостаток подобных устройств заключен в том, что надо время от времени обслуживать сервисную жидкость.

Не перечисленных видов вакуумного оборудования, применяемых в промышленности и в быту во много раз больше. Они характеризуются большим ростом производительности между собой, тоже касается и глубины получения вакуума. К ним имеют отношение вихревые, спиральные, кулачковые и другие виды вакуумных насосов. Все это оборудование должно соответствовать российскому стандарту ГОСТ Р 53335-2009. Этот ГОСТ согласован с международным стандартом ИСО1607-1:1193. При создании любого вида вакуумного насоса надо его конструкцию согласовывать с соответствующим ГОСТом. Например, для пластинчато-роторных насосов требуется ГОСТ 14707-82. Представленная в этой статье информация дает понять, что вакуумные насосы бывают различных габаритов и мощности создания разряжения. Особенности конструкции каждого вида оборудования предназначены для того, чтобы его можно было применять наиболее эффективно при определенных условиях.

Винтовые вакуумные насосы

Насосы винтового типа, также как и все остальные, действуют с помощью принципа вытеснения. Однако в отличие от других устройств, оно происходит по винту, который выполняет работу вращения. У насосов есть: привод, 1-2 ротова в форме винта и статор нужной формы. Перекачиваемый компонент не возвращается назад, потому что детали изготовлены с огромной точностью — это гарантирует высококачественные показатели насоса. В итоге появляется давление избытка, в приемной части – вакуум.

Плюсы винтовых насосов:

Минимальный шум
Перекачивание компонентов благодаря механике
Равномерные траты

Важно выбрать вид насоса по требованиям вашего предприятия и сферы. Для этого лучше обратится за консультацией к специалистам

Из медицинского шприца

Узнав о том, как сделать насос из шприца, можно, используя очень недорогие расходные материалы, изготовить устройство для откачивания небольших объемов газа или жидкостей. Для того чтобы сделать такое устройство, которое может оказаться полезным во многих ситуациях, потребуются следующие расходные материалы и комплектующие:

тройник, изготовленный из пластика;
трубка из гибкого полимерного материала, диаметр которой должен совпадать с диаметрами отверстий в шприце и тройнике;
два обратных клапана (в этом качестве можно использовать устройства, которыми оснащают аквариумные компрессоры);
медицинский шприц, от объема которого будет зависеть мощность изготавливаемого вакуумного насоса.

Полимерная трубка должна плотно сидеть на тройнике

Из медицинского шприца вакууматор своими руками изготавливается в следующей последовательности.

Гибкая полимерная трубка нарезается на отрезки длиной примерно 10 см, каждый из которых подсоединяется к тройнику таким образом, чтобы они максимально плотно облегали его носики. После соединения трубок с тройником к одной из них, располагающейся под прямым углом к двум остальным, также максимально плотно подсоединяется носик шприца.
Концы двух трубок, расположенных друг напротив друга, соединяются с обратными клапанами, один из которых должен пропускать воду только по направлению к тройнику, а второй – только от него. Ориентироваться при установке обратных клапанов следует на стрелки, нанесенные на корпуса таких устройств.

Стрелки на клапанах не должны смотреть друг на друга

Использовать простейшую вакуумную помпу, изготовленную из медицинского шприца, можно для перекачивания воды из одного сосуда в другой. При этом в перекачиваемую жидкость погружается обратный клапан, который пропускает воду только к тройнику, а в пустую емкость тот, который обеспечивает движение жидкой среды только от тройника. Чтобы привести такой вакуумный ручной насос в действие, достаточно начать перемещать поршень шприца.

Чтобы проверить работу насоса, попробуйте перекачать воду из одной чашки в другую

Насос ВВН

Насосы серии ВВН выпускаются ГК «Стигмаш», ЗАО «Беском», ОАО «Ливгидромаш», ОАО «Вакууммаш» и несколькими украинскими компаниями.Некоторые предприятия выпускают весь спектр насосов, другие занимаются производством только нескольких моделей. Например, ОАО «Ливгидромаш» производит насосы ВВН производительностью до 12 м3/мин, а ОАО «Сумское НПО им. Фрунзе» выпускает агрегаты, способные откачивать от 12 до 340 м3/мин.

Основным назначением насосов ВВН является откачка неагрессивных газов и смесей газов с паром. В качестве жидкости, используемой при работе насосов, применяется вода. Насосы ВВН не предназначены для работы на взрыво- и пожароопасных предприятиях.

Монтировать насосы следует жестко, закрепляя рамы на фундамент с помощью анкерных болтов. После монтажа требуется проверить центровку полумуфт. В случае необходимости проводится центровка при помощи шайб, подкладываемых под лапы электродвигателя или насоса.

Насосы поставляются на жесткой раме в сборе с электродвигателем. Передача крутящего момента от электродвигателя на насос осуществляется с помощью гибкой муфты. Некоторые модели насосов дополнительно комплектуются водоотделителями, расположенными на всасывающем патрубке.

Для компенсации выделяемого при работе тепла, в насосах имеются специальные патрубки, которые подсоединяются к водопроводу. Поступающая вода постепенно вытесняет нагревшуюся в процессе работы и, таким образом осуществляется охлаждение насоса.

Уплотнение валов насосов ВВН осуществляется с помощью сальниковой набивки (некоторые модели уплотняются резиновыми манжетами). На аналогах, выпускаемых другими производителями, могут применяться более надежные и дорогие торцевые уплотнения.

Во избежание выхода из строя насосов ВВН, нельзя пускать их в работу без воды. Кроме того, следует сразу после пуска обеспечить приток охлажденной воды в рабочую часть насоса. При первом и последующих пусках и остановках насоса следует соблюдать инструкцию завода-изготовителя в целях сохранения работоспособности оборудования.

Насосы типа ВВН требуют проведения периодического обслуживания, которое следует выполнять в полном объеме. Для смазки насосов марки ВВН желательно использовать смазку ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433-80.

Основными преимуществами перед зарубежными аналогами является цена насоса, простая конструкция, хорошая ремонтопригодность и доступность любых комплектующих.

Так выглядит миниатюрный насос ВВН-1

Основные разновидности вакуумных насосов

Во время производства устройств для формирования вакуума применяют детали из пластмассы и металлов, которые обладают устойчивостью к химическому влиянию перекачиваемых веществ. Кроме того, элементы конструкции должны обладать достаточной прочностью. Обязательно подгоняют все узлы, проверяют герметичность, чтобы поверхности не пропускали обратно газы.

Выделяют несколько типов насосов, которые используют для дома и других целей.

Водокольцевые

Водокольцевой тип вакуумного насоса представляет собой одну из разновидностей жидкостно-кольцевых устройств, которые используются, чтобы разрежать циркуляцию чистой воды.

Прибор имеет цилиндрическую форму и ротор с лопатками, который вращается с помощью вала, который смещен от центра. Перед тем как включать устройство, его наполняют жидкостью. Когда запускается двигатель, крыльчатка разгоняет ее по стенкам корпуса. Между водой и роторным механизмом формируется серпообразная зона вакуума. В нее направляется газ из патрубка. Лопатки направляют его вдоль вала, и он выходит через отверстие.

Подобные типы устройств используют еще для того, чтобы частично очищать газ, когда он активно контактирует с жидкостью. Дополнительно присутствуют приспособления для откачки воды.

Водокольцевой вакуумный насос.

Применение жидкости как рабочей поверхности дает следующие плюсы:

Вода, когда вращается внутри устройства, не дает газу возвращаться.
Все детали устройства, когда постоянно вращаются, омываются водой, так что уменьшается трение, снижается их температура.
Подобный механизм редко нуждается в ремонтных работах и обладает долгим периодом эксплуатации. Кроме того, он потребляет немного электрической энергии.
Контакт с газами, которые содержат капли жидкости и небольшие механические примеси, не влияет на состояние оборудования.

Последний факт особенно важен при применении подобных устройств для откачивания воздуха из емкостей, которые содержат влагу. Используют их в кондиционерах, холодильных установках перед тем, как заполнять их фреоном.

Пластинчато-роторные

Насос пластинчато-роторного типа имеет корпус в виде цилиндра. Он отшлифован внутри. Сам ротор располагается в нем, при этом оси у них не совпадают. В роторе есть специальные двигающиеся пластины. Они прижаты к корпусу пружинами, так что внутри имеется сектор с пустым пространством.

Чтобы трение у пластин уменьшалось, их делают из материалов антифрикционного типа, а также применяют специальные масла с малой вязкостью. У таких насосов повышенная восприимчивость к чистоте газа или жидкости, которые перекачиваются, так что требуется периодически осуществлять очистку конструкции.

Пластинчато-роторный вакуумный насос.

Мембранно-поршневые

У мембранно-поршневых вакуумных насосов главной деталью служит гибкая мембрана, которая связана с механизмом рычагов. Его делают из материалов композитного типа, которые обладают стойкостью к нагрузкам. Края мембраны фиксируются к корпусу, а центр будет выгибаться.

К достоинствам такого механизма относится возможность использовать пневматический привод для контакта со взрывоопасными веществами, долгий срок применения, легкость регулирования расходов, экономичность, высокая герметизация, отсутствие остатков смазки и пр.

Винтовые

Функционирование основывается на том, что газ либо жидкость вытесняются вдоль вращающегося винта. Конструкция включает 1-2 ротора винтовидного типа, привод и статор. Из-за высокого качества устройство является недешевым. К преимуществам относится то, что уровень шума невысокий и есть способность перекачивать среды, которые содержат механические включения.

Устройство винтового насоса.

Вихревые

Вакуумные устройства вихревого типа похожи на и подобное оборудование. Конструкция включает колесо и лопасти, которые вращаются на валу. Отличие заключается в патрубке-приемнике. Он располагается снаружи корпуса, а не возле центральной оси.

Такие насосы просто использовать и легко ремонтировать. Но при этом специалисты указывают на то, что у них низкий коэффициент полезного действия. Кроме того, они восприимчивы к попаданию примесей механического типа.

2 Популярные модели

На сегодняшний день промышленность предоставляет потребителю огромный выбор водокольцевых устройств. Они отлично выполняют свою работу и устанавливаются для работы в любой отрасли.

2.1 ВВН 3Н

Водокольцевой вакуумный электронасос 3Н предназначен для откачивания паров и газов (неагрессивных к чугуну) для создания вакуума в закрытых механизмах. Для такого устройства газ очищать не надо, а также допускается попадание в прибор жидкости вместе с откачиваемым газом. Рабочая среда насоса 3Н – вода. Используют приборы в нефтяной и химической отрасли, в сельском хозяйстве, в медицине, и на очистных сооружениях.

Проточная часть агрегата изготовлена из стали, а уплотнение вала – сальниковое. Главным достоинством насоса является отсутствие трущихся деталей, что влияет на его долговечность. Насосный аппарат 3Н может быть и во взрывозащитном исполнении. Номинальное давление всасывания – 0,03 МПа.

Двухступенчатый водокольцевой вакуумный насос и его устройство

2.2 ВВН 6.0/0.4

Устройство ВВН 6 применяют, в зависимости от материала изготовления проточной части, для перекачки (создания вакуума) воздуха, агрессивных или инертных газов, которые не растворяются в воде.

Используют агрегаты в химической, металлургической промышленности, а так же в сельском хозяйстве, медицине и строительстве.

Технические характеристики:

количество жидкости, которая поступает в прибор – 11 л/мин;
производительность – 6 м3/мин;
остаточное давление – 0,45 мм. рт. ст.;
мощность двигателя – 15 кВт;
частота вращения – 1500 об/мин.

2.3 ВВН2 50 М

Агрегат 50М – горизонтальный водокольцевой вакуумный прибор с сальниковым уплотнением вала. Конструкция устройства состоит из водокольцевого механизма, который соединен с электродвигателем муфтой. Сам водокольцевой механизм состоит из корпуса, рабочего колеса, лобовин и подшипниковых узлов. В конструкцию прибора входит упорный шарикоподшипник.

Насос ВВН2 50 М

Технические характеристики:

производительность – 52,5 м3/мин;
давление: начальное – 0,02 МПа, конечное – 0,1013 МПа;
расход жидкости – 70 м3/с;
частота вращения – 600 об/мин;
потребляемая мощность – 70,8 кВт.

2.4 ВВН1 3

Агрегат предназначен для создания вакуума в закрытых аппаратах, которые работают на воде, воздухе, парах, неагрессивных газах и жидкостях. Пользоваться насосом ВВН1 3 12 во взрыво- и пожароопасных помещениях запрещено.

Используют насосные аппараты в целлюлозно-бумажной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

2.5 ВВН1 0 75

Насосом ВВН1 0 75 пользуются для выполнения следующих задач: создание вакуума воздуха, агрессивных либо инертных газов, которые не растворяются в воде. Рабочей средой данного агрегата является вода.

Насос вакуумный типа ВВН1-0,75

Прибор состоит из корпуса, крышки, диска, вала и кронштейна. При движении диска жидкость, завлекаемая лопастями, под влиянием центробежной силы, отбрасывается к краям крышки, образуя кольцо из воды. Между ступицей такого диска и внутренней поверхностью кольца создается пространство, которое обеспечивает всасывание газа.

Технические характеристики:

количество воды, которая поступает в прибор – 3 л/м;
производительность – 0,75 м3/мин;
остаточное давление – 0,75 мм. рт. ст.;
мощность двигателя – 2,2 кВт;
частота вращения – 1500 об/мин.

2.6 ВВН 70А

Вакуумный водокольцевой насос ВВН 70А, в основном используют для создания вакуума в доильных установках. Такой агрегат входит в комплектацию насосных станций СН 60А и СН 120.

Технические характеристики:

производительность(при 48кПа): 60 м3/ч;
макс. вакуум – 0,80 кг/см2;
потребляемая мощность – до 4 кВт;
вес – 35 кг.

2.7 ВВН1 12

ВВН1 12 насосом водокольцевым пользуются в сельскохозяйственной, нефтегазовой, химической, пищевой, табачной и других промышленностях для сушки, дегазации, нагнетания и вытеснения газа либо жидкости.

Насос водокольцевой вакуумный ВВН-1-12

Производительность вакуумного насоса ВВН1 12 составляет 12м3/мин. Устройство уплотнено сальниковой набивкой и весит 461 кг.

Электродвигатель агрегата имеет следующие характеристики:

мощность – 22 кВт;
количество оборотов – 1500 об/мин;
класс – общепромышленный или взрывозащитный.

Существующие разновидности вакуумных насосов

Выбор можно сделать среди лопастных, мембранных, жидкокольцевых, турбомолекулярных устройств. Перед тем, как сделать выбор вакуумного насоса, необходимо изучить особенности каждого типа, надежность требуемой технологии и стоимость.

Лопастные

Производительность таких устройств выше, чем у насосов другого типа. Они небольшие и компактные, подходят для создания вакуума среднего уровня и улавливают пары еще до их соприкосновения с насосом.

Работают ротационные лопастные насосы на масле. За его счет достигается идеальная герметичность. Оно смазывает движущиеся детали и обеспечивает достаточный уровень теплоотдачи, чтобы вакуумный насос охладился.

Они отличаются:

Доступной стоимостью;
Удобством в использовании;
Высокой производительностью и уровнем вакуума около 1000 мбар.

Но для нормального функционирования устройства не обойтись без регулярного техобслуживания

Особенно важно контролировать количество масла, иначе детали быстро износятся. Менять масло следует после 3000 часов использования

Мембранные

Они проявляют повышенную устойчивость к агрессивной среде. Поэтому их можно использовать для работы с кислотой, вязкими и коррозионными веществами.

Благодаря этой особенности устройства активно используют в производстве продуктов питания и косметических средств. Они помогают перекачивать жидкости, кремы и гели, а также помогают обрабатывать летучие соединения.

Мембранные насосы относятся к сухим насосам. Поэтому они не нуждаются в использовании смазочных жидкостей, а стоимость обслуживания будет ниже, чем в случае с лопастными. Приборы этого типа могут длительное время работать без перерыва, но с низким уровнем вакуума, по сравнению с ротационными насосами.

Жидкокольцевые

Их работа основана на подаче жидкости, высушивающейся на стенках насоса. При этом образуется кольцо, обеспечивающее оптимальный уровень герметичности.

Выбрать жидкокольцевой насос следует за такие особенности:

Это сухой насос.
Обладает повышенной устойчивостью к коррозии.
Повышенную мощность.
Большие габариты.

Они малочувствительны к прохождению жидкостей, твердых частиц и паров. Их можно использовать во время работы с веществами, склонными к взрыву или чувствительными к высоким температурам.

В случае максимального расхода в 30000 м3/ч одновременно снижается и увеличивается давление.

Турбомолекулярные

Они способны достигать высокого давления, а расход колеблется в пределах 50-5000 л/с. Функциональные особенности таких насосов напоминают компрессор. Двигатель заставляет лопасти быстро вращаться и вытолкнуть достаточное количество воздушной смеси.

Агрегаты незаменимы для работы магнитных подшипников. Они помогают достичь оптимальной скорости вращения. Турбомолекулярные устройства функционируют без использования масла. Из-за сложности конструкции стоимость устройств повышенная, и владелец дополнительно тратит деньги на особое обслуживание. Откачка зависит от типа газа. Процесс замедляется, если возникла необходимость в удалении легких газов.

Классификация насосов

Водяные вакуумные насосы можно классифицировать разными способами, например, основываясь на принципе действия. Таким образом, насчитывают 4 вида. Если подразделять в зависимости от значений давления, при которых производительность становится максимальной, можно выделить 3 типа агрегатов:

Форвакуумные

Установки служат для предварительного разрежения. Используются для создания благоприятных условий функционирования высоковакуумного насоса либо экономии электроэнергии.

Высоковакуумные

Создают высокий вакуум.

Бустерные

Установки создают средний вакуум. Их применяют для увеличения напора в водопроводе, используют для откачки скважины, ирригации, пожаротушения, обустройства фонтанов, орошения, прочих бытовых задач и производственных процессов. Бустерный насос чаще других встречается в быту.

Разделение по принципу действия

Вихревая установка. Устройство обладает высокой всасывающей способностью, но совершенно не подходит для откачки грязной воды, поскольку излишне чувствительно к взвешенным частицам. Вакуум в установке создаётся в процессе вращения колеса с лопастями.
Центробежный вид. Функционирование агрегата связано с созданием центробежной силы. Она возникает от действия лопастей колеса, создавая нужный напор жидкости.
Ручной насос. Речь идёт о самом простом и бюджетном варианте, поскольку для его функционирования достаточно физических усилий. Устройство может быть крыльчатым либо поршневым.
Вибрационный тип. Главный элемент данного насосного оборудования – электромагнит. Он влияет на движение якоря, который встроен в него, и поршня. При колебаниях излишек жидкости выталкивается наружу. Основное преимущество установки – отсутствие электродвигателя и вращающихся элементов.

Самые распространённые разновидности

Поршневые установки . Не требуют масла, очень просты в эксплуатации.
Пластично-роторные агрегаты . Экологичны и бесшумны. Используются для длительных работ, ведь могут значительный отрезок времени функционировать бесперебойно.
Плунжерные конструкции . Отличаются высокой скоростью и надёжностью.
Диафрагменное оборудование . Самый надёжный тип из перечисленных. Не требует сложного ухода.

Отличие от компрессора

Обладая функциями высушивания и обезвоживания, вакуумный агрегат широко распространен в фармацевтике, пищевой промышленности. Это может быть откачка воздуха или высушивание кожи, устранение примесей в металлургии, производство материалов.

Установка холодильных устройств также не обходится без его применения. Порой происходят встречи с ним и в повседневной жизни: упаковка продуктов, экономия пространства при герметизации путем понижения воздуха, создание тяги в различных конструкциях. Работа транспорта также требует присутствия вакуумных насосов, например, чтобы усилить управление или тормозной привод. А электровакуумный вид прибора необходим для тормозной системы машины.

Без соответствующего опыта не рекомендуется ремонтировать насос самостоятельно

Иные расхождения заключаются в следующем:

Атмосферное и получаемое давление не способны иметь разницу выше 760 мм ртутного столба.
Уменьшение массы воздуха при его впуске по мере того, как уровень вакуума повышается, когда компрессор имеет неизменную эффективность и давление.
Насос пропускает гораздо меньшее количество воздуха с повышением давления, и тепло растворяется внутри механизма, поэтому у вакуумного трудностей в отводе тепла не случается.

Вакуумный прибор трансформирует механическую энергию в пневмоническую с помощью выкачивания воздуха. Процент давления снижается. Количество выкачанного газа влияет на норму проделанной работы. Пункты проделанных шагов схожи с воздушными компрессорами, но исключается выбрасывание воздуха из замкнутого объема. Основное различие этих двух приборов заключается в выдаче «поглощающей» линии давления меньше атмосферного, которое почти исчезает при вакууме более высокой ступени.

Если произошло разрежение агрегата, необязательно спешить за помощью специалистов. Возможна починка дома или же создание нового насоса, например, из автомобильной помпы. А правильное подключение точно обеспечит высокий уровень работы.

Описание водокольцевого вакуумного насоса: принцип работы, плюсы и минусы

Водокольцевые насосы

Винтовые вакуумные насосы

Из медицинского шприца

Насос ВВН