Как подключить вакуумный насос

Принцип работы вакуумных насосов различных типов, их особенности

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:

1. Поршневой.
2. Штанговый.
3. Крыльчатый.
4. Мембранный.
5. Глубинный.
6. 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.

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.

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 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.

Выбор и устройство вакуумных насосов для кондиционеров

Вакуумный насос для кондиционеров нужен, чтобы удалять из системы кондиционирования воздух, попавший туда мусор, воду, пыль. Без этого невозможна стабильная работа системы и долгий срок ее службы. Есть несколько видов такого оборудования. Какой вакуумный насос лучше для кондиционера? Тот, который соответствует его характеристикам.

На фото: стандартный вакуумный насос для бытовых кондиционеров

Как выбрать и какой лучше

Какой вакуумный насос нужен, определяет модель кондиционера. К примеру, если оборудование для дома, у кондиционера маленькая трасса, смело можно приобретать насос, производительность у которого невысокая. Для применения в промышленности насос должен быть более мощным и производительным.

Виды вакуумных насосов для заправки кондиционеров

• Пластинчато-роторный вакуумный насос. Есть 4 разновидности этого агрегата: VE, Vi (нужна сеть 220 Вольт), VRD,HBP (сеть 380 Вольт). Производительность у них максимум 63 литра в секунду. 0,5 Па — максимальное остаточное давление.
• Водокольцевой вакуумный насос для откачки воздуха из кондиционера. 2 разновидности: BBH и HBB. Для работы таких насосов нужна вода. Они создают неглубокий вакуум, но стоят недорого и служат долго.

ВВН — водокольцевой вакуумный насос

Двухступенчатый

Пластинчато-роторные вакуумные насосы могут быть 1-ступенчатыми и 2-ступенчатыми. В двухступенчатых предельный вакуум 99,5 процента (23 миллиметра ртутного столба), в одноступенчатых — 95 процентов (53 миллиметра ртутного столба).

Вакуумный насос для кондиционеров Ve115n

Тайваньский 1-ступенчатый вакууматор. Производительность у него 51 литр в минуту. Предельный вакуум — 150 микрометров.

Насос VALUE VE 115N, предназначен для домашнего использования

Устройство вакуумного насоса для кондиционеров

Устройство вакууматора зависит от его вида. Рассмотрим, как устроен вакуумный насос BBH. Исполнение у него горизонтальное, газ направляется по оси через окна (всасывающее и нагнетательное). Жидкостное кольцо нужно, чтобы сжимать газ. Лопаточное колесо приводит кольцо в движение. В насосе есть вал, кронштейн и диск.

Герметичность соединения корпуса с крышкой обеспечивает резиновое кольцо. Бронзовый диск шпонкой прикреплен к валу. Диск перемещается по нему свободно. Кронштейн нужен в качестве опоры для механической части вакууматора.

Схема устройства одного из типов вакуумных насосов

Как использовать

Система кондиционирования воздуха включает в себя 2 блока: компрессор с конденсатором (внешний блок) и турбину с испарителем (внутренний блок). Отделы системы соединяются трубой с циркулирующим по ней хладагентом.

Вентиляционная система ванной и туалета может быть общей. Как? Читайте здесь.

Пошагово о процедуре:

• К патрубку для заправки подсоединяется коллектор с вакуумметром.
• При открытых вентилях на смесителе и показателе нормального атмосферного давления на вакуумметре к коллектору подсоединяют вакуумный насос.
• Насос откачивает из системы воздух, пока на вакуумметре не обозначится давление 0. Балластный вентиль на вакуумном насосе должен быть открытым.
• После вакуумирования насос еще несколько часов не отключают от системы: в нее закачивается азот. Давление должно подняться до 1. Азот связывает оставшийся в системе водяной пар. После заполнения газом систему оставляем в покое на час.
• Стрелка поднимается, не приближаясь к 1, — из системы не убран пар, и требуется повторное включение насоса. Замершая в положении 0 на 20 минут стрелка вакуумметра сообщает об эффективной откачке воздуха из кондиционера.

Заправка кондиционера без вакуумного насоса

Внешний блок кондиционера может содержать большее количество фреона (на 50 грамм), чем нужно для работы кондиционера. Производители в таком случае предусматривают первый запуск системы без использования вакуумного насоса. Для вытеснения воздуха необходимо открыть на 10 секунд клапан, расположенный на трубе для жидкости.

Процесс заправки кондиционера фреоном на фото

Затем проверить герметичность участков с гайками и снова открутить ключом клапан, открыв сервисный порт. Ключом 3 секунды давят на шток порта и в течение минуты ждут. Процедуру повторяют трижды. Далее сервисный порт закрывают и выпускают воздух из клапана на трубе для газа.

Если трубы не длиннее 5 метров, весь воздух из них в результате этих действий вытесняется. На клапаны ставят заглушки.

Как подключить вакуумный насос

19.08.2012

Слово «вакуум» имеет два основных смысловых значения: 1. пространство, лишенное какого-либо вещества; 2. среда, содержащая газ, давление которого значительно ниже атмосферного. Нас будет интересовать последнее определение, так как задача вакуумного пресса состоит в создании под облицовочной плёнкой, герметично закрепленной в столе, отрицательного давления воздуха, по отношению к атмосферному. Проще говоря, необходимо выкачивать из-под пленки за определенное время нужный объем воздуха, чтобы пленка смогла обтянуть поверхность заготовок.

Цели, преследуемые при конструировании вакуумной системы (системы удаления, откачивания воздуха), пересекаются с общими постулатами постройки пресса (см. «Часть I. Введение»). Конкретизируем основные из них:

1. Вакуумная система должна содержать минимум уникальных комплектующих, поставляемых под заказ. В идеале, компоненты вакуумной системы должны быть всегда в наличии в розничной торговой сети.
2. Приоритет в выборе будем отдавать компонентам, имеющим низкую цену при удовлетворительной надежности и удобстве эксплуатации. В случае нештатной ситуации — выхода из строя любого компонента системы — предприятие должно позволить себе приобрести любой компонент, либо заблаговременно приобрести запасные части.
3. Вакуумная система должна обеспечивать скорость откачивания воздуха и глубину вакуума, достаточные для изготовления типовых плоских (не гнутых/радиусных) мебельных фасадов и дверных накладок.
4. Система удаления воздуха должна быть нетребовательна к регулярности технического обслуживания, параметрам окружающей среды и качеству электропитания.
5. Органы контроля и управления вакуумной системы должны быть максимально простыми, должны информировать оператора о текущем давлении по плёнкой и давать возможность плавно регулировать скорость набора вакуума (выкачивания воздуха).

Составные части вакуумной системы:

1. Вакуумный водокольцевой насос типа ВВН с баком для воды.
2. Вакуумный трубопровод, посредством которого происходит доставка воздуха из стола к насосу, и в который вмонтированы запорно-регулировочная арматура (кран) и прибор контроля давления (вакуумметр).
3. Вакуумная (воздухопроницаемая) столешница из МДФ, позволяющая откачать воздух из каждой точки стола при любом положении заготовок и облицовочной плёнки.

Составные части вакуумной системы пресса.

Устройство вакуумного водокольцевого насоса типа ВВН. Монтаж насоса, подключение накопительной ёмкости для воды.

Сердцем вакуумной системы по праву является вакуумный насос. Будем строить пресс на основе водокольцевого насоса ВВН1-1,5-5,5, обладающий достаточно высокими характеристиками для нашего применения. Основные технико-технические характеристики насоса ВВН1-1,5-5,5:

• Номинальная производительность — 1,57 м3/мин.
• Остаточное давление – 0,45 мм.рт.ст.
• Частота вращения – 1500 об/мин.
• Мощность электродвигателя – 5,5 кВт.
• Напряжение электродвигателя – трехфазное, 380 В.

Устройство вакуумного насоса ВВН1-1,5.

Согласно инструкции по эксплуатации, принцип действия насоса следующий:

В цилиндре, в направлении указанном стрелкой, вращается эксцентрично установленное рабочее колесо 3. Рабочая полость, образующаяся между втулкой рабочего колеса, корпусом и водяным кольцом, делится на отдельные ячейки лопатками рабочего колеса.
При работе насоса вода, под действием центробежной силы, отбрасывается от втулки колеса к корпусу. При этом объем ячеек на стороне всасывающего окна 1 увеличивается и происходит всасывание газа (воздуха). Затем объем ячеек уменьшается, происходит сжатие и выталкивание газа через нагнетательное окно 2.
Для поддержания постоянного объема водяного кольца и отвода тепла, выделяемого трущимися деталями и сжимаемым газом, необходимо, чтобы через электронасос непрерывно циркулировала чистая (без механических примесей) вода. Вода подводится к центральному отверстию «В» в корпусе насоса и отводится посредством водоотделителя, который предназначен для отделения воды от газа, так как вместе с газом, выходящим из нагнетательного патрубка насоса, выбрасывается так же и вода (почти в том количестве, которое поступило в насос).
Водоотделитель представляет собой вертикальный цилиндрический бачок. В центр днища бачка вварен отрезок трубы, к нижнему концу которого приварен фланец, служащий для крепления его к фланцу нагнетательного патрубка насоса. К верхнему концу трубы приварены три ребра, к которым приварен т.н. фонарь. В верхней крышке бачка имеется отверстие с рефлектором, через которое воздух выходит в окружающую среду.

Принцип действия вакуумного насоса ВВН1-1,5. Отверстие для забора воды не обозначено (расположено перпендикулярно рисунку).

Вакуумный насос монтируют на жестком основании (бетонном полу или специальном фундаменте), выставляют по уровню и жестко закрепляют с помощью анкеров через штатные отверстия. Имеет смысл поставить насос в какой-либо поддон, предназначенный для сбора вытекающей из сальника воды. При удовлетворительном состоянии сальника, поддон наполняется водой, примерно, за один рабочий день. Вода из поддона может вычерпываться вручную, механизировано (с помощью какого-либо мини-насоса), либо самотёком отводится в канализацию через стационарно уложенную трубу.

Габаритные чертежи вакуумного насоса ВВН1-1,5-5,5 «Ливгидромаш».

Рядом с насосом устанавливают накопительный бак для воды, объемом не менее 30 л. К баку подсоединяют две трубки на разных высотах: снизу – для забора воды насосом, сверху – для слива отработанной воды обратно в бак. Нижняя трубка должна располагаться на высоте 100-150 мм, из соображений предотвращения попадания в насос осадочного мусора со дна. В процессе циркуляции, вода нагревается, что ухудшает работу насоса. Для наилучшего естественного охлаждения, бак должен быть изготовлен из материала, хорошо проводящего тепло (например, сталь, алюминий). Труба подачи воды в насос должна иметь кран, вкручиваемый в нижнее заборное отверстие насоса, с помощью крана перекрывают подачу воды в моменты простоя. Соединение бака с насосом выполняют с помощью гибких шлангов (выдерживающих температуру до 100°C), крепя их металлическими хомутами.

Монтаж вакуумного насоса.