Воздушный вакуумный насос для планшетов принцип работы
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.
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:
- Поршневой.
- Штанговый.
- Крыльчатый.
- Мембранный.
- Глубинный.
- 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.
Устройство воздушно-вакуумного насоса
Все вакуумные аппараты можно рассматривать, как подобие компрессоров, что при работе уменьшают давление, а не нагнетают его.
Вакуум, который создает насос для откачки воздуха, получается впоследствии принудительного удаления молекул воздуха из герметично закрытой камеры устройства. Особенностью оборудования является то, что ни один аппарат не в состоянии изменить давление ограниченной системы больше, чем на один показатель номинального атмосферного давления.
Применение в быту
Для чего в домашних условиях может пригодиться устройство, способное создать вакуум? Используя вакуум в домашних условиях, можно решать различные задачи. Так, откачивая воздух из полиэтиленовых пакетов с одеждой, постельным бельем, подушками и другими вещами, можно значительно уменьшить размеры такой упаковки, сэкономив место в шкафу или в гардеробной комнате. Кроме того, находясь в вакуумной упаковке, вещи и белье, изготовленные из различных материалов, надежно защищены от моли и плесени.
Аккумуляторный ручной вакууматор используется для упаковки продуктов питания
Используются бытовые вакуумные насосы для откачки воздуха и при организации хранения продуктов питания. Помещаемые в полиэтиленовые пакеты, из которых откачивается воздух, продукты питания долго не портятся и некоторое время могут храниться даже без заморозки, при комнатной температуре.
Многие домашние мастера используют воздушные вакуумные насосы для того, чтобы ламинировать пленкой ПВХ элементы мебельных конструкций, а также изделия любого другого назначения, изготовленные из различных материалов.
С помощью компрессора вакуумного типа можно выполнять откачивание газов, пара и жидких сред, восстанавливать герметичность различных бытовых приборов, систем кондиционирования и охлаждения, элементов технического оснащения автотранспортных средств.
Бытовая вакуумная помпа для откачки масла из двигателя
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.
Подробно посмотреть, как устроен водокольцевой вакуумный насос и принцип его работы можно на видео, предложенном ниже.
Конструкция и принцип действия вакуумных насосов для дизельных двигателей
Насосы, которыми оснащаются дизельные двигатели, предназначены для создания вакуума в рабочей камере такого агрегата. Основным конструктивным элементом данных насосов является ротор, оснащенный выдвигающейся пластиной, разделяющей рабочую камеру устройства на две полости. Поскольку ротор вакуумного насоса для дизельных двигателей установлен в рабочей камере эксцентрично, при его вращении выдвигающая лопасть уменьшает объем одной части такой камеры, одновременно увеличивая объем другой полости. Таким образом, в рабочей камере создается зона разрежения, что способствует всасыванию воздуха через входной патрубок. Попадающий в рабочую камеру воздух проталкивается лопастью к выходному патрубку.
В дизельных двигателях вакуумный насос служит для создания разряжения
Для смазывания движущихся элементов внутренней конструкции вакуумного насоса для дизельных двигателей, а также для обеспечения более плотного прилегания лопастей таких устройств к внутренним стенкам их рабочей камеры используется масло, которое подается от головки цилиндров самого двигателя по специальному каналу. Для приведения в действие насоса используется коленчатый или распределительный вал самого дизельного двигателя. Как можно заметить, устройство и принцип действия вакуумных насосов для дизельных двигателей мало чем отличаются от того, как устроены и работают устройства водокольцевого типа.
Производство вихревых воздуходувок
Производство вихревых воздуходувок достаточно развито как на российском, так и на зарубежном рынке промышленного оборудования, и оно продолжает развиваться. Воздуходувки вихревые российского производства на самом деле совсем не российские, вернее российская только сборка, а все комплектующие и запчасти приходят из-за границы. Обслуживание и ремонты воздуходувок проводят уже местные специалисты. Примером такого оборудования является вихревая воздуходувка Еrstevak, все запчасти, а иногда и сборка, производятся в Шанхае. Компания предоставляет чертежи, проверяет качество и отправляет на рынок аттестованную продукцию, качество которой она гарантирует. Но, к сожалению, так делают не все производители. Поэтому выбирая вихревые воздуходувки производства Россия, обязательно нужно этому уделить внимание.
Вихревая воздуходувка производства Китай бывает также неплохого качества, таким примером являются модели Greenco. Лидерами же по качеству производства вихревых воздуходувок все-таки являются европейские фирмы: немецкие и итальянские производители.
Из автомобильного насоса
Изготовить простой, но достаточно эффективный ручной вакуумный насос можно из автомобильного или даже велосипедного манжетного насоса. Для того чтобы такой насос превратить в полноценный вакуумный, не потребуется использование специального оборудования и сложных манипуляций, все выполняется очень просто.
Лучше всего подходит классический и проверенный не одним поколением ручной автомобильный насос
Из автомобильного насоса вакуумная помпа делается по следующему алгоритму.
- Автомобильный насос разбирается на отдельные комплектующие.
- Манжета насоса снимается со штока и разворачивается на 180°, в результате при перемещении этого элемента по рабочей камере устройства воздух будет не выталкиваться из патрубка, а всасываться в него.
- Осуществляется сборка насоса в обратной последовательности.
- На патрубок устройства устанавливается обратный клапан для вакуумного насоса. Задача такого клапана заключается в том, чтобы пропускать воздух от емкости к насосу, но не давать ему двигаться в обратном направлении.
Постарайтесь не повредить резиновую манжету при съемке
Так как манжета будет устанавливаться наоборот, нужно снять фаску на поршне, чтобы выровнять диаметры
Манжета одевается на поршень юбкой в противоположную сторону и смазывается
Подсоединив к обратному клапану шланг, можно начинать пользоваться таким вакуумным насосом. Если все действия по разборке автомобильного насоса, его переделке и последующей сборке выполнены правильно и аккуратно, самодельный вакуумный насос, оснащенный качественным обратным клапаном, в состоянии откачивать 75–85 % всего объема воздуха, содержащегося в резервуаре или емкости.
Подсоединятся штуцер с обратным клапаном и вакуумный насос готов
Принцип работы вихревой воздуходувки
Сжатие воздуха в вихревых воздуходувках происходит с помощью рабочего колеса, который имеет специальную конструкцию. Радиальные лопасти колеса, которые находятся по его окружности, создают завихрения воздуха в кольцевом канале внутри корпуса. Одновременно с этим закрученный поток проталкивается вперед под действием центробежной силы. Все это постоянно повторяется, что приводит к тому, что давление воздуха в канале возрастает, достигая максимальной отметки на выходе. Схема устройства рабочего колеса вихревых воздуходувок итальянского производства различных моделей, представленная ниже, наглядно показывает процесс завихрения и движения воздушного потока.
Примечание. Из-за отсутствия в конструкции вихревой воздуходувки трущихся деталей (не считая подшипников) надежность и долговечность устройства находится на очень высоком уровне.
Вихревая воздуходувка, принцип работы которой не предусматривает использование смазки, не загрязняет прогоняемый воздух маслом и может использоваться как оборудование для кондиционирования в любой промышленности, в том числе в медицине и пищевом производстве.
Купить вихревые воздуходувки
Купить вихревую воздуходувку сегодня можно не только на заводе производителе, но и у многих официальных представителей известных компаний. Популярной моделью в России и за рубежом является воздуходувка вихревая SV немецкой фирмы Becker. Сейчас большинство из них дополнительно комплектуется частотными преобразователями, позволяющими плавно регулировать производительность воздуходувки. Поэтому популярность их еще больше возросла. Но имея такое качество, цена на немецкие воздуходувки также достаточно высокая.
Если говорить о более дешевых моделях, то неплохого качества является вихревая воздуходувка BL китайского производства, причем маломощная воздуходувка имеет лучшее качество перед более мощными моделями. Воздуходувка оснащается встроенным шумоглушителем, что уменьшает уровень шума при работе, и имеет неплохие показатели производительности. В качестве насоса часто используется насос форвакуумный НФ-8.
Техническое устройство, которое специально предназначено для откачивания газов и паров из замкнутого объема и формирования в нем вакуумной среды, называется вакуумный насос. Такое оборудование делится на различные типы в зависимости от своего конструктивного исполнения и принципа действия. Оно активно используется в различных отраслях промышленности, на предприятиях сельскохозяйственной отрасли, а также для оснащения лабораторных подразделений.
Пластинчато-роторный масляный вакуумный насос 2НВР5Д
Отдельные модели вакуумных насосов применяются и для решения бытовых задач (в частности, для организации более компактного хранения вещей и постельных принадлежностей, для продления срока годности пищевых продуктов, также находящихся на хранении). Чтобы правильно подобрать устройство, способное создавать разрежение воздуха в окружающей его среде, ограниченной определенным объемом, необходимо разобраться не только в том, как работает вакуумный насос, но и в конструктивных особенностях различных типов такого оборудования, а также в их функциональных возможностях.
Воздушные устройства для велосипеда
Насос для велосипеда – главный аксессуар после велошлема, без которого не стоит выезжать даже с целью обкатки нового «коня».
Насосы для амортизатора и воздушной вилки
Устройства для вилок (аппараты высокого давления) – это незаменимая вещь для профессиональных велосипедистов. Главным заданием насоса является подкачивание воздушной вилки или амортизатора. Владельцы такой техники утверждают, что при помощи таких устройств можно изменить жесткость амортизаторов велосипеда для своего стиля езды.
Большинство видов имеют манометр, по шкале которого весьма удобно рассчитать давление, в итоге вилка накачается до необходимой отметки.
Огромным плюсом устройства является то, что при необходимости его вполне можно использовать для накачивания покрышек.
Изготовление водокольцевого или низковакуумного насоса
Задумываясь над тем, как сделать вакуумную камеру или пресс, вакуум в котором обеспечивает требуемое давление на заготовку, следует иметь в виду, что для их оснащения потребуется более мощное насосное оборудование. Таким оборудованием, в частности, является водокольцевой или низковакуумный насос, при помощи которого создается 90–95 % вакуума. Чтобы устройства данного типа создавали еще больший вакуум, вода, используемая в них в качестве рабочей жидкости, заменяется на жидкую среду, характеризующуюся более высокой точкой кипения.
Основные элементы вакуумного водокольцевого насоса
Работают такие устройства, которые оптимально подходят для пресса вакуумного типа, по принципу центробежного насоса. Основным рабочим органом последнего является колесо с лопатками. При вращении такого колеса вместе с подаваемой в насос водой в центральной части рабочей камеры создается область низкого давления, что и способствует всасыванию воздуха через входной патрубок.
Чертеж вакуумного водокольцевого насоса
Вакуумная камера своими руками (как и все комплектующие для пресса вакуумного типа) может быть изготовлена в условиях домашней мастерской, оснащенной всем необходимым оборудованием и инструментами.
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
Что представляют собой вакуумные насосы Рутса
В тех случаях, когда в замкнутой системе, характеризующейся значительными газовыми нагрузками, требуется создать вакуум не слишком большого значения, может быть использован механический вакуумный насос Рутса, относящийся к устройствам двухроторного типа. Основой конструкции таких насосов являются два ротора, которые синхронно вращаются в корпусе в разные стороны, не контактируя друг с другом.
Работают такие насосы, роторы которых в поперечном сечении имеют форму восьмерки, без использования жидкой рабочей среды. Это исключает наличие в их внутренней камере постоянно двигающейся массы, что улучшает динамическую балансировку таких устройств. Именно поэтому даже при высоких скоростях вращения роторов насосы Рутса практически не издают шума и не вибрируют.
Схема насоса Рутса
Чтобы уменьшить противоток откачиваемых насосами Рутса газовых сред, на выходе из таких устройств дополнительно устанавливают достаточно производительные форвакуумные насосы. В качестве последних могут быть использованы такие виды вакуумных насосов, как устройства пластинчато-роторного, роторно-поршневого и винтового типа. Кроме того, в роли форвакуумного применяют водокольцевой вакуумный насос. Между форвакуумным насосом и насосом Рутса, чтобы предотвратить попадание масла в откачиваемый объем, устанавливается масляная ловушка сорбционного или ионного типа. Использование насосов Рутса в связке с форвакуумными устройствами позволяет создавать низкий и средний вакуум с высокой скоростью откачивания.
Насос Рутса предназначен для транспортировки больших объемов газов
Воздуходувки промышленные вихревые
Воздуходувка промышленная вихревая используется в пищевой и текстильной промышленности, медицине, фармацевтике, пневмотранспорте и на очистных сооружениях. Различают несколько видов промышленных воздуходувок, в первую очередь бывает конструкция с одним, двумя и тремя рабочими колесами. И каждая их этих конструкций еще может быть одноступенчатой или двухступенчатой.
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 вакуумного насоса для воздуха
Основная задача данных устройств – откачивать газ (воздух) из герметично закрытой рабочей емкости (камеры). При откачке воздуха меняется объем полостей замкнутой системы, в результате чего создается вакуум. А каким именно образом откачивают насосы, зависит от типа устройства.
Большинство вакуумников для воздуха работают по принципу вытеснения. А это значит, что от герметичности камеры напрямую зависит качество работы устройства. Для того, чтобы сделать камеру более герметичной, производители используют технологии уплотнения. Обязательным в любом устройстве является механический фильтр, который препятствует попаданию пыли и мелких частиц.
Есть три этапа фильтрации, каждый их которых нуждается в отдельном фильтре:
- масляный;
- воздушный – на воздух, который всасывается;
- выхлопной, который убирает пары масла из выхлопных газов.
Как устроен вакуумный насос для откачивания воды
Водяные вакуумные насосы, которые относятся к специальному насосному оборудованию, одинаково успешно могут быть использованы для откачивания воды, газовой среды, а также газа, смешанного с жидкостью. Активно применяется такое оборудование как в различных отраслях промышленности, так и в быту (в частности, такими устройствами оснащаются системы автономного водоснабжения и полива, их применяют для откачивания воды из различных водоемов и ее транспортировки к месту потребления).
Принцип действия вакуумного насоса для воды
Принцип, по которому работает вакуумный насос для воды, заключается в следующем.
- Вода, находящаяся в рабочей камере, захватывается лопатками рабочего колеса и также начинает перемещаться.
- В результате вращения лопаток колеса вместе с жидкостью на последнюю оказывается центробежная сила, что приводит к отталкиванию жидкости к стенкам рабочей камеры.
- В результате протекания вышеописанных процессов в центральной части рабочей камеры создается разрежение воздуха (а фактически вакуум, так как корпус устройства надежно загерметизирован). В данную область рабочей камеры как раз и втягивается газовая или жидкая откачиваемая среда.
Степень герметичности рабочей камеры вакуумного насоса для воды можно регулировать, что позволяет уменьшать или увеличивать давление перекачиваемой среды в напорной магистрали.
Внешне вакуумный водяной насос похож на обычное устройство центробежного типа
Вакуумные насосы для откачки воды, как можно заметить, по конструкции и принципу действия мало чем отличаются от насосных устройств центробежного типа. Между тем имеют такие устройства целый ряд весомых преимуществ.
- Элементы конструкции оборудования обладают высокой прочностью и, соответственно, более высокой надежностью.
- При работе устройство создает низкий уровень шума и вибраций.
- Закачивание и подача воды протекают с высокой скоростью.
- Откачиваемое таким устройством вещество (жидкость, газ, жидкость в смеси с газом) подается в напорную магистраль с более высокой производительностью.
- За счет исключительно качественной герметизации в рабочей камере такого насоса формируется изотермическая среда.
Современные вакуумные насосы данного типа часто оснащаются встроенным грязеотделителем, предотвращающим попадание твердых включений, содержащихся в составе откачиваемой среды, во внутреннюю камеру.
Виды вакуумных насосов и принцип их действия
Все насосные устройства, предназначенные для создания вакуума в замкнутом объеме, делятся на три основных типа:
- устройства водокольцевого типа;
- пластинчато-роторные вакуумные насосы;
- насосы мембранно-поршневого типа.
Принцип работы вакуумного насоса водокольцевого типа
Принцип действия насосов водокольцевого типа основан на том, что их механизм, вращаясь в окружающей его жидкости, создает разрежение воздуха в центре камеры лопастного механизма, что и обеспечивает всасывание воздуха через входной патрубок оборудования.
Принцип действия и устройство пластинчато-роторного вакуумного насоса
Вакуумные насосы пластинчато-роторного типа, которые, как правило, изготавливаются в двухкамерном исполнении, работают за счет того, что газовая среда при помощи роторного механизма нагнетается из одной камеры устройства в другую.
Схема поршневого вакуумного насоса типа ВНК-6
Насосы мембранно-поршневого типа, отличающиеся универсальностью, оснащаются клапанами и поршневой системой. Поршни, совершая возвратно-поступательные движения в рабочей камере, то снижают давление воздуха, то увеличивают его, что и способствует всасыванию воздушной среды через входной патрубок устройства и ее выталкиванию через выпускной патрубок. Система клапанов в конструкции вакуумных насосов данного типа обеспечивает движение воздуха в одном направлении.
Любой из перечисленных выше типов вакуумного насосного оборудования можно изготовить своими руками, поскольку в интернете сегодня легко найти видео, демонстрирующие процесс изготовления таких устройств.
Экономные системы для обогрева помещений постепенно вытесняют отопление газом, электричеством и твердым топливом. Воздушный тепловой насос – это одно из альтернативных и экономных решений. Воздушный насос популярен в системе отопления жилых помещений, которые сделаны по принципу наименьших затрат тепла и введения технологий по сбережению энергии.
Воздушные устройства используют практически во всех отраслях, в том числе в производстве автомобилей. Производители автомашин для снижения пагубного влияния выхлопных газов на экосистему устанавливают насос вторичного воздуха.
Как работает ВВН
Водокольцевой вакуумный насос – это наиболее популярный тип оборудования, используемого для откачивания газовых сред из замкнутых объемов. Для функционирования таких устройств нужна жидкая рабочая среда, в качестве которой преимущественно используется вода (реже – масло, тосол, щелочи, кислоты и другие вещества). Конструктивная схема насосов данного типа включает в себя колесо с лопатками, которое является основным рабочим органом таких устройств.
Принцип, по которому работают ВВН, достаточно прост. Заключается он в следующем.
- Под воздействием вращения лопаточного колеса, создающего центробежную силу, жидкость отбрасывается к стенкам рабочей камеры, формируя по ее внутреннему периметру водное кольцо.
- В центральной части рабочей камеры в результате протекания вышеописанного процесса создается зона разрежения, что и обеспечивает всасывание откачиваемой газовой среды в такую камеру через входной патрубок.
Принцип работы и основные детали насоса ВВН
Следует иметь в виду: принцип работы вакуумных насосов данного типа подразумевает, что жидкая рабочая среда постоянно нагревается, поэтому ее необходимо регулярно менять.
Устройство и принцип действия водокольцевых вакуумных насосов достаточно просты, что обеспечивает высокую надежность такого оборудования, а также простоту его эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Водокольцевые вакуум-насосы не требуют очистки перекачиваемых газов и способы работать в круглосуточном режиме
Типы вакуумных насосов по уровню создаваемого ими отрицательного давления
Сферу применения вакуумного насосного оборудования определяют технические характеристики, которыми оно обладает. Основной из таких характеристик, на которую следует обращать особое внимание, выбирая насос вакуумный, является уровень создаваемого им давления. Так, в зависимости от данного параметра устройства для выкачки воздуха могут относиться к одному из следующих типов:
- вакуумные насосы низкого давления;
- устройства, способные создавать давление среднего уровня;
- насосы высокого давления;
- вакуумные насосы, создающие сверхвысокое давление.
Насосы АВПР для создания низкого и среднего вакуума
Такая градация вакуумного насосного оборудования актуальна для промышленных моделей. В бытовых условиях, как правило, применяют простейшие самодельные устройства, для изготовления которых могут быть использованы:
- велосипедный или автомобильный воздушный насос;
- обычный медицинский шприц;
- автомобильный, аквариумный и холодильный компрессоры.
Принцип работы любого вакуумного насоса достаточно прост: заключается он в откачивании воздуха или газа из окружающей среды, ограниченной определенным объемом. Чтобы воздух не попадал обратно в тот объем, из которого он откачан, в конструкции любого вакуумного насоса используется обратный клапан.
Итак, если вы решили изготовить вакуумную помпу своими руками, следует сначала определиться с целями использования такого устройства, а только затем выбирать подходящую конструктивную схему.
Вихревой вакуумный насос
Вихревой вакуумный насос (воздуходувка) применяется в случаях, где требуется мощность больше, чем у вентилятора, но меньше, чтобы использовать вакуумный насос.
Примечание. Вихревая воздуходувка, цена которой меньше вакуумного насоса, пользуется большим спросом в случаях применения невысокого давления вакуума.
Это такие промышленные процессы, как пневматическая транспортировка, грузозахватные приспособления, вакуумная упаковка, вакуумная формовка, для обеспечения экологии. Устройство форвакуумного насоса такое же, как и воздуходувки. По сути это то же самое оборудование, только работающее не в режиме компрессора, а в режиме насоса, создающее низкое давление вакуума. Обычно форвакуумный насос не работает как самостоятельное оборудование, а является лишь одной из ступеней сложной вакуумной системы для достижения глубокого вакуума. Но есть случаи, когда нет необходимости в высоких давлениях, и тогда вихревой вакуумный насос подходит как нельзя лучше. Основными показателями, определяющими работу вихревого вакуумного насоса является значение предельного вакуума, которое он может выдать на максимальной мощности, и, собственно сама мощность. Важно также знать номинальное давление, которое выдает насос при обычной нормальной работе, и скорость откачки. Конструкция рабочего колеса подразделяет вихревые насосы на открытый и закрытый тип. В закрытом типе лопасти на колесе короче, а их внутренний радиус такой же как радиус внутреннего канала. Это позволяет всасывающей жидкости сразу попадать в канал. В открытом же типе радиус лопастей меньше и жидкость проходит через лопасти колеса, всасывающее окно и потом уже поступает в выходной канал. Вихревой вакуумный насос часто используется не только в промышленности, но и для бытового использования. Например, в скважинах для поднятия воды, откачка воды из бассейнов и прочее.
Из аквариумного или автомобильного компрессора
В тех случаях, когда требуется устройство, способное создавать вакуум с более высокими показателями, чем это могут обеспечить вышеописанные агрегаты, актуальным будет вакуумный насос из компрессора для автомобилей или аквариумов. Следует отметить, что вакуумный насос своими руками из компрессора автомобильного или аквариумного изготавливается достаточно просто.
- Корпус компрессора разбирается, в нем выполняется отверстие, через которое из внутренней части устройства будет отводиться конденсат.
- Клапаны в соответствующем узле устройства просто меняются местами.
- Патрубок насоса, по которому в него будет поступать откачиваемый воздух, оснащается воздушным фильтром, необходимый для защиты устройства от попадания в его внутреннюю камеру влаги и пыли.
- Механизм насоса собирается в обратной последовательности и помещается в корпус.
Конструкция аквариумного компрессора очень проста, а модернизировать нужно только один узел
В этом узле необходимо просто поменять клапана местами и, возможно, немного обрезать уголок корпуса
После выполнения вышеописанных действий вакуумный компрессор при подключении к сети электропитания будет не нагнетать, а откачивать воздух.
Особенности теплового насоса для воздуха
Основное отличие насоса – способ генерации тепла. Большая часть систем отопления используют энергоносители. А воздушные насосы для обогрева и обеспечения горячей воды основную часть энергии берут непосредственно из природных ресурсов. Таким образом, воздушные устройства для отопления экономно потребляют энергию и наносят меньший вред окружающей среде.
Устройство включает в себя два блока: один размещен снаружи, другой – внутри. Много общего такое устройство имеет с кондиционерами и сплит-системами. Даже при такой схожести, можно выделить ряд весьма существенных отличий:
- Воздушные насосы экономят электричество намного больше, чем кондиционеры инвенторного типа.
- Система воздух-воздух выигрывает у кондиционеров по нагреву дома, так как он сделан именно для этой цели. Есть устройства, что охлаждают воздух, но тогда они уступают кондиционерам.
Воздушные тепловые насосы требуют выполнения определенных условий, чтобы их использование было экономически оправдано. Для этого потребуются первоначально немалые затраты. Также стоит помнить, что эффективная работа насосов для воздуха зависит от правильного расчета и выбора устройства.
Перед приобретением такого аппарата стоит обратить внимание на такие параметры:
- мощность;
- производитель;
- цена оборудования и последующего монтажа.
При выборе такой установки ознакомьтесь с дополнительными возможностями. Например, устройство не только нагревает, но и охлаждает воздух. Существуют воздушные насосы с емкостями, которые служат для нагрева воды для систем водоснабжения.
Как правильно выбрать вакуумное насосное оборудование
Современные производители предлагают множество моделей вакуумного насосного оборудования, что несколько затрудняет выбор таких устройств, активно используемых сегодня как в промышленности, так и в быту. Между тем эффективность такого оборудования во многом зависит именно от правильности его выбора, при осуществлении которого следует ориентироваться на целый ряд параметров.
Сначала следует определиться с тем, какие задачи должно будет решать выбираемое устройство. Для бытовых целей выбирают оборудование невысокой мощности, для промышленных – агрегат с соответствующими техническими характеристиками.
Насос вакуумный ВВН1-50ТМ производительностью 50 кубических метров в минуту
Основными техническими характеристиками, на которые ориентируются при выборе вакуумного насоса, являются:
- максимальный уровень вакуума, который способно создавать такое оборудование;
- скорость, с которой устройство создает вакуум в замкнутом объеме;
- начальное давление (так называемый предварительный вакуум);
- максимальное значение выпускного давления;
- производительность, с которой способно работать выбираемое оборудование.
Основные технические параметры насосных агрегатов ВВН
Начальным называют давление, которое создается на выходе из насоса в самом начале его функционирования. Максимальным считается такой уровень создаваемого насосом вакуума, при котором оборудование функционирует со своей номинальной производительностью. Максимальным выпускным называют наибольшее значение давления, создаваемого в напорном патрубке. Следует иметь в виду, что некоторые модели вакуумных насосов не способны выводить в атмосферу газ или воздух, который они откачали из закрытого объема. Для нормального функционирования таких насосов к их напорной магистрали подсоединяют форвакуумные устройства. Все перечисленные выше типы давления, как правило, измеряются в Па.
Вакуумный насос с электрическим двигателем и трубчатым ресивером, используемый для откачки воздуха при безанкерном закреплении бурильных установок
Скорость, с которой вакуумный насос откачивает воздух или газ, указывает на то, какой объем откачиваемой среды пройдет через выпускной патрубок при нормальном уровне давления. Производительность, с которой работает вакуумная помпа, рассчитать достаточно просто, для чего необходимо умножить значение скорости работы устройства на значение давления, при котором такая работа осуществляется.
При выборе вакуумного насоса также следует учитывать конструктивные особенности такого оборудования. От данного параметра, в частности, будет зависеть, насколько простыми будут эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт вакуумного насоса. Кроме того, надо обратить внимание на такие характеристики выбираемого оборудования, как число оборотов; мощность, которую потребляет приводной двигатель; количество ступеней откачки; объем используемой рабочей жидкости и ее расход, а также размеры и вес устройства.
Вакуумные насосы, которые предназначены для откачивания воздуха и газов из окружающей среды, ограниченной определенным объемом, активно используются не только в различных отраслях промышленности, но и в быту. Приобретение серийных моделей такого оборудования связано с достаточно серьезными финансовыми затратами, поэтому есть смысл рассмотреть варианты изготовления вакуумного насоса своими руками.
Пластинчато-роторный моноблочный масляный вакуумный насос, предназначенный для откачки из герметичных сосудов воздуха, газов или пара
Для того чтобы самостоятельно изготовить вакуумный насос для откачки воздуха, можно воспользоваться одной из нескольких конструктивных схем. Выбирать их следует в соответствии с задачами, которые должно решать такое техническое устройство. Кроме того, для ответа на вопрос о том, как сделать вакуумный насос своими руками, нужно разобраться в конструкции такого устройства, а также в принципе его действия.
Ручной насос воздушный насос
Ручные устройства делятся на два вида: с интегрированной головкой и со шлангом.
Устройство со шлангом оборудовано отдельной трубкой для соединения с ниппелем камеры. Преимущество насоса – низкая стоимость, а вот главный недостаток – соединения, которые могут пропускать воздух.
Аппараты с интегрированной головкой оборудованы резиновой вкладкой в боковом отверстии, которая служит уплотнителем ниппеля по кругу. Часто при соединении эта вкладка сжимается рычажком на головке. Так как резинка надежно уплотняет и крепко соединяет, данный тип изделий делает работу качественно.
Простой ручной воздушный насос состоит из войлочного или пластмассового поршня чашевидной формы. Двигая поршень вперед, воздух прижимает стенки так же, как запорный клапан. Таким устройством воздух толкать можно лишь вперед до противоположного конца.
Эффективными считают устройства двойного действия. Их поршень герметичен с обеих сторон в цилиндре и нагнетает воздух, как помпа, при обоих ходах – вперед и назад.
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.
Вихревые воздуходувки – это оборудование, которое предназначено для перемещения воздушной или газовой среды в режиме вентилятора или в режиме компрессора.
Еще вихревую воздуходувку называют компрессором низкого давления. Все из-за того, что по своим возможностям она находится между вентилятором и компрессором высокого давления. Производительность воздуходувки ниже, чем у вентилятора, а вот давление намного выше. В сравнении с компрессором той же мощности, воздуходувка имеет большую производительность, зато давление ниже, чем у компрессора. Исполнений изготовления воздуходувки несколько, это и горизонтальный вариант, и вертикальный, привод с электродвигателем может быть прямым, а может работать через муфту. Все зависит от необходимых условий работы. Прямой привод позволяет компактно разместить воздуходувку как моноблочную систему. Соединение через муфту предусматривает отдельное расположение двигателя и компрессора, но в таком случае есть небольшое преимущество при осуществлении ремонта. Ведь при замене двигателя не придется разбирать еще и компрессор. Рассмотрим преимущества работы вихревых воздуходувок:
- легкость и удобство монтажа;
- небольшой уровень шума;
- полностью динамически стабильная конструкция, которая обеспечивает безвибрационный режим работы;
- нет пульсаций воздуха;
- компактные размеры;
- экономичность энергопотребления;
- простая конструкция позволяет очень редко проводить техническое обслуживание и ремонт.
Недостатком воздуходувки является маленький КПД, но это связано с особенностью конструкции.
Примечание. Постоянная модернизация вихревых насосов позволяет сейчас увеличить КПД их использования путем добавления в конструкцию боковых каналов.
Еще одним недостатком является необходимость в воздушных фильтрах. Для предотвращения попадания посторонних предметов в зазор между рабочим колесом и корпусом воздуходувки лучше пользоваться воздушным фильтром. Ведь зазор совсем небольшой и сторонние предметы могут вывести из строя воздуходувку. А предохранительный клапан поможет предотвратить перегрев, поскольку завихрения воздуха нагревают его до 70 градусов. Применяются вихревые воздуходувки для аэрации водоочистных каналов, бассейнов, для перемещения порошковых веществ и других процессов, требующих откачку или подачу воздуха.
Виды вакуумных насосов для воздуха
Насосы разделяют, исходя из их конструктивных особенностей. Устройства бывают струйные, механические, сорбционные, и магнитозарядные.
Механические насосы для вакуума наиболее популярны в быту и мелкой промышленности. Их разделяют на следующие группы:
- Пластинчато-роторные.
- Спиральные.
- Винтовые.
- Диафрагменные.
Каждая группа вакуумных аппаратов имеет свои преимущества, особенности конструкции, тип используемой жидкости и т.д.
Пластинчато-роторные устройства могут работать при больших температурах, устойчивы к водяному пару. При всем этом, такие аппараты компактны, имеют большую продуктивность откачки воздуха и минимальный расход электрической энергии.
Водокольцевые аппараты работают в самых неблагоприятных условиях и считаются самыми выносливыми. Они перекачивают загрязненный воздух при помощи особого фильтра, который делает грубую очистку воздуха от основных загрязнений.
Спиральные и мембранные устройства имеют максимальную эффективность работы, так как создают высокий вакуум. Их конструкция позволяет работать с химическими газами и парами, при условии, если главные части устройства покрыты защитным покрытием.
Винтовые агрегаты обладают наибольшим ресурсом работы, ведь в их составе нет конденсаторов и для нормальной работы им не надо масла.
Принцип действия
Принцип действия основной части вакуумных насосов заключается в том, что разряжение воздуха, которое создают такие устройства, достигается за счет изменения объема рабочей камеры. Для следующих типов вакуумных насосов принцип работы характерен вышеуказанный:
- ротационные устройства;
- водокольцевые вакуумные насосы (ВВН);
- вакуумные насосы поршневого типа.
Устройство жидкостно-кольцевого вакуумного насоса
Машины, работающие по данному принципу, создают предварительное разрежение воздуха. Такое состояние воздушной среды, которого вполне достаточно для решения многих задач, называют форвакуумом. Для того чтобы создать более глубокий вакуум, необходимо использовать насосные устройства других типов, к которым, в частности, относятся:
- молекулярные;
- турбомолекулярные;
- вакуумные насосы водо-, пароструйного и паромасляного типа;
- диффузионные и эжекторные устройства.
Принцип действия вакуумных насосов вышеперечисленных типов основан на том, что движение молекулам откачиваемой газовой или воздушной среды передается от движущейся с высокой скоростью жидкой или газообразной субстанции либо твердой поверхности.
Направления движения струи газа, жидкости или твердой поверхности и молекул откачиваемой среды могут совпадать или располагаться перпендикулярно друг к другу (турбомолекулярные насосы).
Принцип работы пароструйного вакуумного насоса
Эффективность работы большей части вакуумных насосов зависит от того, насколько эффективно в них реализуется принцип вытеснения. Объем вакуума, который они способны создать в замкнутом пространстве, напрямую зависит от того, насколько герметичной является их рабочая камера. За обеспечение герметичности последней отвечает сразу несколько элементов конструкции вакуумного насоса – рабочее колесо и пластины, которые зафиксированы на его внешней поверхности, золотники.
Нередки ситуации, когда насос вакуумный способен откачивать газовую среду, но его технических возможностей недостаточно для того, чтобы понизить ее давление до требуемого значения. В таких случаях используется одновременно несколько вакуумных насосов, подключаемых друг к другу последовательно. Если же необходимо повысить скорость формирования вакуумной среды, также используется несколько насосов, но в таком случае они соединяются по параллельной схеме.
Из компрессора от холодильника
Для изготовления более мощного устройства, чем вакуумный насос из автомобильного компрессора, можно использовать компрессорный узел от холодильника. Холодильный агрегат необходимо освободить от конденсатора и испарителя, просто перерезав медные трубки, при помощи которых такие приборы соединяются с компрессором. Кроме того, решив изготовить насос вакуумного типа из компрессора холодильника, следует иметь в виду, что его необходимо будет оснастить ресивером и отстойником для сбора конденсата.
Компрессорный узел от старого холодильника
Подключается и подготавливается к запуску вакуумная установка, изготавливаемая из компрессора от холодильника, следующим образом.
- В компрессор через специальную трубку заливается обычное масло.
- На трубку устройства, через которую в него будет поступать воздух, устанавливается пылеулавливающий фильтр.
- Трубка нагнетания воздуха через разветвитель подключается к ресиверу.
Самодельное устройство на базе компрессора от холодильника можно использовать как приспособление для откачки масла из двигателя через отверстие под щуп
Использовать такое устройство можно и как обычный компрессор, и как вакуумный насос, для этого достаточно соответствующим образом подключить шланги устройства к ресиверу и к магистрали, по которой осуществляется забор воздуха.
Читайте также: