Suché vákuové čerpadlo. Vákuové čerpadlá. Vákuové čerpadlá pre priemyselné pece

Mimoriadne spoľahlivé a efektívne suché vákuové čerpadlá, zubové a skrutkové čerpadlá sú široko používané vo všeobecných priemyselných procesoch, ako aj na vytváranie vákua vo výbušnom a korozívnom prostredí.

Svetovým lídrom v dizajne a výrobe „suchých“ vývev je anglická spoločnosť Edwards. Práve Edwards je priekopníkom v oblasti suchého čerpania plynu. S viac ako 90-ročnými skúsenosťami s vákuovými čerpadlami v širokom spektre aplikácií, vrátane procesov s vysokou úrovňou prachu a kontaminácie, a viac ako 150 000 suchými vákuovými čerpadlami dodanými do celého sveta, poskytujeme dokonalé riešenie pre suché vákuovanie.

Technológia suchého čerpania zabezpečuje výrazné zníženie prevádzkových nákladov, zvýšenie produktivity, zlepšenie kvality produktov, ako aj vytvorenie priaznivejších pracovných podmienok na pracovisku. Táto technológia zaručuje vysokú úroveň spoľahlivosti v situáciách, keď sú olejové čerpadlá na hranici svojho prevádzkového rozsahu. Čerpadlá "suché" sú schopné čerpať kvapaliny s najvyšším povoleným tlakom vodnej pary na vstupe čerpadla, niekoľkonásobne vyšším ako najvyšší tlak vodnej pary pre čerpadlá s olejovým uzáverom, a to bez akéhokoľvek znečistenia. Vďaka tejto schopnosti sú čerpadlá ideálne na vákuové čerpanie v procesoch sušenia a iných priemyselných aplikáciách.

Patentovaná spoločnosť Edwards v roku 1984, technológia suchého vákua Drystar s pazúrikovým uchopením bola inováciou vo svete vákua a dodnes sa teší zaslúženej popularite po celom svete.

Takže prvými modelmi čerpadiel Edwards s čeľusťovým mechanizmom značky Drystar boli čerpadlá série GV, ktoré sa dnes inštalujú po celom svete v širokej škále všeobecných priemyselných procesov, v metalurgii, v procesoch sušenia, na povrchu. spracovanie a výroba polovodičových zariadení. Princíp činnosti čerpadiel GV je založený na pazúrovom mechanizme chápadla a dodatočný Rootsov stupeň použitý pri konštrukcii čerpadiel umožňuje zvýšiť rýchlosť čerpania v prevádzkovom rozsahu a dosiahnuť maximálnu rýchlosť pôsobenia.

Skúsenosti nazbierané pri vývoji suchých zubových čerpadiel boli využité pri čerpadlách radu EDP, ktorých hlavným rozdielom od čerpadiel radu GV je vertikálny smer prúdenia čerpaného média, vďaka čomu pri vstupe kvapalín pracovný objem, okamžite vypustia z čerpadla bez toho, aby ho ovplyvnili. Vysoká teplota udržiavaná vo vnútri čerpadla zároveň umožňuje zabrániť kondenzácii médií, vrátane chemicky aktívnych, a tým aj následkom korózie. Vďaka tejto vlastnosti čerpadlá radu EDP optimálne spĺňajú vysoké požiadavky chemického a farmaceutického priemyslu.

Paralelne s technológiou suchého čerpania s čeľusťovým mechanizmom bola vyvinutá technológia vysávania pomocou špirálových rotorov čerpadla.

Skrutkové čerpadlá série IDX sú ideálne pre aplikácie vyžadujúce vysoký výkon vo vákuu alebo rýchle čerpanie z atmosférického tlaku. Čerpadlá využívajú unikátny symetrický skrutkový mechanizmus s dvoma koncami, ktorý zjednodušuje systém kompenzácie roztiahnutia hriadeľa. Táto konštrukcia, ktorá nemá obdobu v produktoch iných výrobcov, uľahčuje čerpanie plynných médií s vysokým obsahom prachu. Je dôležité poznamenať, že čerpadlo môže byť použité ako podporné čerpadlo vo viacstupňovom vákuovom systéme. Systémy založené na čerpadlách IDX sú štandardným riešením v procesoch odplyňovania ocele.

Neskôr, analogicky s príchodom „chemických“ verzií čerpadiel GV-EDP, bolo vyvinuté skrutkové čerpadlo CDX, ktoré je modifikáciou čerpadla IDX, ale má množstvo funkcií, ktoré umožňujú jeho prevádzkovanie v chemickom prostredí. a petrochemický priemysel.

V kombinácii s posilňovacími čerpadlami EH/HV/SN môžu suché vákuové čerpadlá radu GV, EDP, IDX dosahovať výkony až 120 000 m3/h. Ako špeciálny prípad - systémy na báze IDX pre metalurgiu, čo sú hotové riešenia pre systémy "pec-naberačka" na 50, 100 a 150 ton (procesy VD vákuového odplyňovania a VOD vákuovej dekarbonizácie). Rýchlosť čerpania je možné zmeniť pridaním ďalších stupňov, čo vám umožní navrhnúť vákuové systémy, ktoré vyhovujú potrebám konkrétneho procesu.

V súčasnosti sa aktívne používa nová generácia vákuových čerpadiel pre všeobecné priemyselné procesy, skrutkové čerpadlo GXS. Toto čerpadlo je kompletné riešenie na kľúč, čerpadlo je pripravené na prácu ihneď po dodaní. Je vybavený ovládacím panelom umiestneným priamo na skrini a má tiež množstvo doplnkových možností, ktoré umožňujú nakonfigurovať systém, ktorý plne vyhovuje potrebám konkrétneho zákazníka. Široká škála čerpadiel GXS je k dispozícii ako v jednostupňovom prevedení čerpadla, tak aj v kombinácii s pomocným čerpadlom (v jedinom kryte) na poskytovanie výkonov od 160 do 3'500 m3/h.

Edwards sa v súčasnosti zameriava na vákuové procesy v chemickom a farmaceutickom priemysle. Takže na základe GXS boli vyvinuté čerpadlá série CXS. Hlavným rozdielom medzi týmto čerpadlom a GXS je, že všetky prvky elektronického riadiaceho systému čerpadla sú umiestnené v samostatnej jednotke odolnej proti výbuchu.

Viac o možnostiach a charakteristikách suchých vývev Edwards sa dozviete v príslušných častiach nášho katalógu.

Inovatívny vývoj výrobcu Edwards - čerpadlá radu EDS pre zložité technologické procesy v chemickom, petrochemickom a farmaceutickom priemysle

Základné princíp akéhokoľvek typu vákuovej pumpy- je to represia. Je rovnaký pre všetky vákuové pumpy akejkoľvek veľkosti a pre akúkoľvek aplikáciu. Inými slovami, princíp činnosti vákuovej pumpy sa redukuje na odstránenie zmesi plynov, pary, vzduchu z pracovnej komory. Počas premiestňovania sa mení tlak a molekuly plynu prúdia v požadovanom smere.

Navigácia:

Dve dôležité podmienky, ktoré musí čerpadlo spĺňať, sú vytvorenie podtlaku určitej hĺbky odčerpaním plynného média z požadovaného priestoru a to v danom čase. Ak niektorá z týchto podmienok nie je splnená, musíte pripojiť ďalšie vákuové čerpadlo. Takže v prípade neposkytnutia požadovaného tlaku, ale na požadovanú dobu, je pripojená predná vákuová pumpa. Dodatočne znižuje tlak tak, aby boli splnené všetky potrebné podmienky. Tento princíp činnosti vákuového čerpadla je podobný sériovému zapojeniu. Naopak, ak sa nedosiahne rýchlosť čerpania, ale dosiahne sa požadované vákuum, potom bude potrebné ďalšie čerpadlo, ktoré pomôže rýchlejšie dosiahnuť požadované vákuum. Tento princíp činnosti vákuového čerpadla je podobný paralelnému zapojeniu.

Poznámka. Hĺbka vákua vytvoreného vákuovou pumpou závisí od tesnosti pracovného priestoru, ktorý vytvárajú prvky pumpy.

Na vytvorenie dobrej tesnosti pracovného priestoru sa používa špeciálny olej. Utesní medzery a úplne ich prekryje. Vákuové čerpadlo s takýmto zariadením a princípom činnosti sa nazýva olejové čerpadlo. Ak princíp vákuového čerpadla nezahŕňa použitie oleja, potom sa nazýva suchý. Suché vývevy majú výhodu v používaní, keďže nevyžadujú údržbu s výmenou oleja a pod.

Okrem vákuových čerpadiel na priemyselné použitie sú široko používané malé čerpadlá, ktoré sa dajú použiť doma. Medzi ne patrí ručná vákuová pumpa na čerpanie vody zo studní, jazierok, bazénov a pod. Princíp fungovania ručného vákuového čerpadla je iný, všetko závisí od jeho typu. Existujú rôzne typy manuálnych vákuových čerpadiel:

1. Piest.
2. Rod.
3. okrídlený.
4. Membrána.
5. Hlboký.
6. Hydraulické.

Piestové vákuové čerpadlo funguje vďaka pohybu piestu vo vnútri s ventilmi v strede tela. V dôsledku toho sa tlak znižuje a voda cez spodný ventil stúpa, zatiaľ čo sa rukoväť piestu pohybuje nadol.

Tyčové vákuové čerpadlo v princípe podobný piestu, len úlohu piestu v tele zohráva veľmi pretiahnutá tyč.

lopatkové vákuové čerpadlo má úplne iný princíp fungovania. Tlak v pracovnej komore čerpadla vzniká pohybom obežného kolesa s lopatkami (obežného kolesa). V tomto prípade voda stúpa pozdĺž steny komory, tým sa zvyšuje tlak a voda strieka von.

Zložitejší dizajn je rotačná vákuová pumpa. Táto zložitosť je však kompenzovaná skutočnosťou, že schopnosti čerpadla zahŕňajú čerpanie nielen vody, ale aj ťažších olejových kvapalín. Tlak v čerpadle vytvára rotor s tenkými doskami, ktoré sa otáčajú a pomocou odstredivej sily nasávajú kvapalinu do nádoby a potom ju vytláčajú fyzikálnou silou.

Membránová vákuová pumpa nemá žiadne trecie časti, takže ho možno použiť na čerpanie veľmi znečistených zmesí. Pomocou vnútorného kyvadla a membrány sa vytvorí vákuum, ktoré presunie kvapalinu cez teleso na požadované miesto. Aby sa zabránilo zaseknutiu tela z náhodne pretrvávajúcich nečistôt, čerpadlo je vybavené špeciálnymi ventilmi, ktoré čerpadlo čistia.

Hlboká vákuová pumpa schopný zdvihnúť vodu z veľmi veľkých hĺbok (až 30 m). Princíp jeho činnosti je rovnaký ako pri pieste, ale s veľmi dlhou tyčou.

Hydraulické vákuové čerpadlo dobre čerpá viskózne látky, ale nenašiel široké uplatnenie. Podrobnejšie zvážime princíp činnosti a zariadenie vákuových čerpadiel na jeho jednotlivých typoch.

Princíp činnosti vákuových čerpadiel s kvapalinovým krúžkom

Jedným z typov vákuových čerpadiel je vodnokruhová vákuová pumpa, ktorej princíp činnosti je založený na vytváraní tesnosti pracovného objemu pomocou kvapaliny, menovite vody.

Pozrime sa podrobne na vákuovú pumpu s kvapalinovým krúžkom a jej princíp činnosti. Vo vnútri telesa kvapalinokružného čerpadla sa nachádza rotor, ktorý je mierne odsadený od stredu. Na rotore je obežné koleso s lopatkami, ktoré sa počas prevádzky otáčajú. Voda sa čerpá dovnútra tela. Pri pohybe kolesa lopatky zachytávajú vodu a odstredivou silou ju odhadzujú smerom k trupu. Keďže rýchlosť otáčania je dostatočne vysoká, v dôsledku toho sa po obvode tela vytvorí vodný krúžok. V strede puzdra sa získa voľný priestor, ktorý bude takzvanou pracovnou komorou.

Poznámka. Tesnosť pracovnej komory je zabezpečená vodným prstencom, ktorý ju obklopuje. Preto sa takéto čerpadlá nazývajú vákuové čerpadlá s kvapalinovým krúžkom.

Pracovná komora je kosáčikovitá a lopatkami kolesa je rozdelená na bunky. Tieto bunky prichádzajú v rôznych veľkostiach. Počas pohybu sa plyn pohybuje striedavo všetkými bunkami, smeruje k zmenšovaniu objemu a súčasne sa stláča. Stáva sa to veľakrát, plyn je stlačený na požadovanú veľkosť a vystupuje cez vstrekovací otvor. Keď plyn prechádza cez pracovnú komoru, je vyčistený a vychádza čistý. Táto vlastnosť je veľmi užitočná pri čerpaní kontaminovaných médií alebo plynných médií s obsahom pary. Vákuové čerpadlo počas prevádzky neustále stráca malé množstvo pracovnej tekutiny, preto konštrukcia vákuového systému poskytuje nádrž na vodu, ktorá sa potom podľa princípu činnosti vracia späť do pracovnej komory. Je to potrebné aj preto, že molekuly plynu pri stlačení odovzdávajú svoju energiu vode, čím ju ohrievajú. A aby nedošlo k prehriatiu čerpadla, voda sa ochladzuje v takejto samostatnej nádrži.

Ako funguje a ako funguje kvapalinová krúžková vákuová pumpa si môžete detailne pozrieť vo videu nižšie.

Prevádzka rotačných lamelových čerpadiel

Rotačné lopatkové vákuové čerpadlo patrí medzi olejové čerpadlá. V strede tela sa nachádza pracovná komora a rotor s otvormi, ktorý je umiestnený excentricky. Na rotor sú nainštalované lopatky, ktoré sa môžu pohybovať pozdĺž týchto štrbín pod vplyvom pružín.

Po zvážení zariadenia teraz zvážte princíp fungovania rotačných vákuových čerpadiel. Plynná zmes vstupuje do pracovnej komory cez vstup, pohybuje sa komorou pod vplyvom rotujúceho rotora a lopatiek. Pracovná doska, odpudzovaná pružinou zo stredu, zakrýva vstup, objem pracovnej komory sa zmenšuje a plyn sa začína stláčať.

Poznámka. Počas stláčania plynu môže dôjsť ku kondenzácii v dôsledku nasýtenia parou.

Pri úniku stlačeného plynu s ním uniká aj vzniknutý kondenzát. Tento kondenzát môže nepriaznivo ovplyvniť činnosť celého čerpadla, preto je pri konštrukcii rotačných lamelových čerpadiel stále potrebné zabezpečiť plynové balastné zariadenie. Schematicky môžete vidieť, ako funguje rotačná lopatková vákuová pumpa, jej princíp činnosti, na obrázku nižšie s použitím pumpy Busch R5 ako príkladu. Ako už bolo spomenuté, rotačné lopatkové čerpadlo je olejové čerpadlo. Olej je potrebný na odstránenie všetkých medzier a medzier medzi lopatkami a krytom a medzi lopatkami a rotorom.

Olej v pracovnej komore sa zmieša so vzduchom, stlačí sa a vypustí do olejovej nádrže. Ľahšia vzduchová zmes prechádza do hornej komory odlučovača, kde sa nakoniec vyčistí od oleja. A olej, ktorého hmotnosť je väčšia, sa usadzuje v nádobe na olej. Zo separátora sa olej vracia späť do vstupu.

Poznámka. Kvalitné čerpadlá veľmi dôkladne čistia vzduch, nedochádza prakticky k žiadnym stratám oleja, takže dolievanie oleja do takýchto čerpadiel je mimoriadne zriedkavé.

Princíp činnosti čerpadla VVN

VVN je vodná vákuová pumpa, ktorej princíp činnosti je rovnaký ako u vodnokruhovej vákuovej pumpy.

Pracovnou kvapalinou čerpadiel VVN je voda. Na schéme môžete vidieť jednoduchý princíp činnosti čerpadla VVN.

Pohyb rotora čerpadla VVN nastáva priamo motorom cez spojku. To poskytuje rotoru vysokú rýchlosť a v dôsledku toho možnosť získania vákua. Je pravda, že čerpadlá VVN dokážu vytvoriť iba nízke vákuum, a preto sa nazývajú nízkotlakové čerpadlá. Jednoduché čerpadlá VVN dokážu čerpať plyny nasýtené parami, znečistenými médiami a zároveň ich čistiť. Zloženie však musí byť neagresívne, aby nedošlo k poškodeniu liatinových častí čerpadla v dôsledku reakcie s chemickým zložením plynu. Preto existujú modely čerpadiel VVN, ktorých časti sú vyrobené zo zliatiny titánu alebo zliatiny na báze niklu. Môžu pumpovať zmes akéhokoľvek zloženia bez strachu z poškodenia. Čerpadlo VVN sa vďaka svojmu princípu činnosti vykonáva iba v horizontálnej verzii a plyn vstupuje do komory zhora pozdĺž osi.

Skrutkové vákuové čerpadlo DRYVAC od Leybold GmbH (Nemecko)

Princíp činnosti, založený na otáčaní skrutiek, umožňuje ťažbu plynu bez prítomnosti oleja v oblasti kompresie. Skrutková výveva DRYVAC má kompresnú dutinu tvorenú povrchom krytu, ako aj dva rotory, ktoré vykonávajú synchrónne otáčanie. Vďaka tomu, že sa rotory otáčajú v opačných smeroch, dochádza k postupnému pohybu kompresnej dutiny zo strany nasávania smerom k strane výfuku, čo v konečnom dôsledku poskytuje požadovaný pumpovací efekt.

Napriek tomu, že v uvažovanom dizajne dochádza k procesu vnútornej kompresie plynu, „cesta častíc“ vo vnútornom priestore čerpadla je minimálna. Táto funkcia výrazne zjednodušuje údržbu a tiež znižuje potrebu servisných prác na možné minimum.

Rad DRYVAC je nový rad bezolejových zariadení založených na skrutkových vývevách. Kompletnú sadu, ktorá môže byť rôzna, je potrebné vybrať s ohľadom na rozsah použitia, ako aj ďalšie individuálne kritériá.

Pri vývoji série sa brali do úvahy skutočné potreby procesov, pri ktorých sú požiadavky na vákuové čerpacie systémy dosť vysoké. Uvažované zariadenia sa používajú najmä pri výrobe obrazoviek, fotovoltaických prvkov, ako aj v rade iných priemyselných aplikácií.

Každá verzia čerpadla radu DRYVAC je chladená vodou, vďaka čomu sa vyznačuje kompaktným dizajnom a možnosťou relatívne jednoduchej inštalácie aj v zložitých systémoch paralelne so spoľahlivými čerpacími jednotkami RUVAC radu WH, WS a WA. séria.

Sortiment skrutkových vákuových čerpadiel DRYVAC zahŕňa:

• 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

Vákuové čerpadlá sú široko používané v rôznych odvetviach priemyslu a vedy. Hlavnou aplikáciou vákuových čerpadiel je odstránenie vzduchu alebo plynu z hermeticky uzavretého priestoru a vytvorenie vákua v ňom. Pozrieme sa na najbežnejšie typy, charakteristiky vákuových čerpadiel, ich princíp činnosti a hlavné aplikácie.

Vákuové čerpadlá sú rozdelené podľa rozsahu prevádzkového tlaku na:

• primárne (predevakuové) čerpadlá,
• posilňovacie čerpadlá
• sekundárne čerpadlá.

V každom tlakovom rozsahu sa používajú rôzne typy vývev, ktoré sa navzájom líšia dizajnom. Každý z týchto typov má svoju výhodu v jednom z nasledujúcich bodov: možný rozsah tlaku, výkon, cena a frekvencia a jednoduchosť údržby.

Bez ohľadu na konštrukciu vákuových čerpadiel je základný princíp činnosti rovnaký. Vákuová pumpa odstraňuje vzduch a iné molekuly plynu z vákuovej komory (alebo z výstupu vysokotlakovej vákuovej pumpy, ak je zapojené do série).

Keď tlak v komore klesá, následné odstraňovanie ďalších molekúl sa stáva exponenciálne náročnejším. Preto musia priemyselné vákuové systémy pokrývať veľký rozsah tlaku od 1 do Torr. Vo vedeckej oblasti toto číslo dosahuje Torr alebo nižšie.

Rozlišujú sa tieto tlakové rozsahy:

• Nízke vákuum: >atmosférický tlak do 1 Torr
• Stredné vákuum: 1 Torr až 10-3 Torr
• Vysoké vákuum: 10-3 torr až 10-7 torr
• Ultra vysoké vákuum: 10-7 Torr až 10-11 Torr
• Extrémne vysoké vákuum:< 10-11 торр

Súlad vákuových čerpadiel s rozsahmi tlaku:

Primárne (predevakuové) čerpadlá - nízke vákuum.

Booster (booster) pumpy - nízke vákuum.

Sekundárne (vysoké vákuové) pumpy: Vysoké, ultra hlboké a extrémne vysoké vákuum.

Klasifikácia vákuových čerpadiel podľa princípu práce s plynom

Na prácu s plynom vo vákuových pumpách existujú dve hlavné technológie:

• Prevod plynu
• Zachytávanie plynu

Plynové čerpadlá sa delia na kinetické čerpadlá a objemové čerpadlá.

Kinetické čerpadlá fungujú na princípe prenosu hybnosti na molekuly plynu z vysokorýchlostných lopatiek, aby bol zabezpečený neustály pohyb plynu od vstupu čerpadla k výstupu. Kinetické čerpadlá zvyčajne nemajú utesnené vákuové komory, ale môžu dosiahnuť vysoké kompresné pomery pri nízkych tlakoch.

Objemové čerpadlá fungujú tak, že mechanicky zachytávajú objem plynu a pohybujú ho cez čerpadlo. V utesnenej komore sa plyn pri vyššom tlaku stlačí na menší objem a následne sa stlačený plyn vytlačí do atmosféry (alebo do ďalšieho čerpadla).

Zvyčajne kinetická a objemová práca v sérii, aby sa zabezpečilo vyššie vákuum a prietoky. Napríklad turbomolekulárne (kinetické) čerpadlo sa veľmi často dodáva zmontované v sérii so závitovkovým (výtlakovým) čerpadlom do jednej jednotky.

Čerpadlá založené na technológii zachytávania plynu zachytávajú molekuly plynu na povrchoch vo vákuovom systéme. Tieto čerpadlá pracujú pri nižších prietokových rýchlostiach ako prečerpávacie čerpadlá, napriek tomu môžu produkovať ultra vysoké Torr, bezolejové vákuum. Regeneračné čerpadlá fungujú pomocou kryogénnej kondenzácie, iónovej reakcie alebo chemickej reakcie a nemajú žiadne pohyblivé časti.

Typy vákuových čerpadiel v závislosti od konštrukcie

Podľa konštrukcie možno vákuové vývevy rozdeliť na olejové (mokré) a suché (bezolejové), podľa toho, či je plyn počas procesu čerpania vystavený pôsobeniu oleja alebo vody.

Konštrukcia mokrého čerpadla využíva olej alebo vodu na mazanie a/alebo tesnenie. Táto kvapalina môže kontaminovať čerpaný plyn. Suché čerpadlá na druhej strane nemajú žiadnu kvapalinu v prietokovej ceste a závisia od utesnených medzier medzi rotujúcimi a statickými časťami čerpadla. Najbežnejšie používaným tesnením je polymér (PTFE) alebo membrána na oddelenie mechanizmu čerpadla od čerpaného plynu. Suché čerpadlá znižujú riziko kontaminácie olejového systému v porovnaní s mokrými čerpadlami.

Nasledujúce konštrukcie sa najčastejšie používajú ako primárne (podporné) čerpadlá, ako je popísané nižšie.

Primárna pumpa prednej línie. Princíp činnosti. Možnosti dizajnu

Rotačné lopatkové čerpadlo plnené olejom

(mokrý, objemný)

V rotačnom lamelovom čerpadle plyn vstupuje na vstup a je zachytávaný excentricky uloženým rotorom, ktorý stláča plyn a prechádza do výstupného ventilu.Pružinový ventil umožňuje vytlačenie plynu pri prekročení atmosférického tlaku. Olej sa používa na utesnenie a chladenie lopatiek. Tlak dosiahnutý rotačným čerpadlom je určený počtom stupňov. Dvojstupňová konštrukcia môže poskytnúť tlak 1×10-3 mbar. Produktivita sa pohybuje od 0,7 do 275 m3/h.

Vodnokruhová vákuová pumpa. Dizajn a princíp činnosti

(mokrý, objemný)

Kvapalinokruhové čerpadlo stláča plyn pomocou rotujúceho obežného kolesa umiestneného excentricky vo vnútri telesa čerpadla. Kvapalina sa privádza do čerpadla a pomocou odstredivého zrýchlenia vytvára pohyblivý valcový krúžok. Tento krúžok vytvára sériu tesnení medzi lopatkami obežného kolesa, ktoré sú kompresnými komorami. Excentricita medzi osou otáčania obežného kolesa a skriňou čerpadla vedie k zmenšeniu objemu medzi lopatkami obežného kolesa a tým k stlačeniu plynu a jeho uvoľneniu cez výstupné potrubie. Toto čerpadlo má jednoduchý, robustný dizajn, pretože hriadeľ a obežné koleso sú jediné pohyblivé časti. Kvapalinokruhové čerpadlo má veľký rozsah výkonu a môže dodať tlak 30 mbar pri použití vody s teplotou 15 °C. Pri iných kvapalinách sú možné nižšie tlaky. Rozsah dostupných kapacít je od 25 do 30 000 m3/h.

Membránové vákuové čerpadlo

(suchý objem)

Membránové čerpadlá využívajú pružnú membránu, ktorá je pripojená k drieku a pohybuje sa striedavo v opačných smeroch, takže plyn vstupuje do priestoru nad membránou a úplne ho vypĺňa. Nasávací ventil sa potom zatvorí a výfukový ventil sa otvorí, aby sa uvoľnil plyn.

Membránová výveva je kompaktná a veľmi jednoduchá na údržbu. Životnosť membrán a ventilov je zvyčajne viac ako 10 000 hodín prevádzky. Membránové čerpadlo sa používa na podporu malých turbomolekulárnych čerpadiel v čistom vysokom vákuu. Ide o nízkovýkonné čerpadlo široko používané vo výskumných laboratóriách na prípravu vzoriek. Typický konečný tlak je 5 x 10-3 mbar. Kapacita 0,6 až 10 m3/h (0,35 až 5,9 ft3/min).

Scroll vákuová pumpa

(suchý objem)

Hlavnými prvkami čerpadla sú špirálový rotor a stator. Expandovaný plyn vstupuje do veľkých kruhových priestorov, ktoré sa pri dosiahnutí stredu špirálového dopriadacieho rotora zužujú. Polymérové ​​tesnenie PTFE zaisťuje tesnosť medzi špirálami čerpadla bez použitia oleja v čerpanom plyne. Dosiahnuteľný tlak 1 × mbar. Produktivita od 5 do 46 m3/h.

Posilňovacie (posilňovacie) čerpadlá

Dvojrotorová vákuová pumpa

(suchý objem)

Čerpadlá s dvojitým rotorom sa používajú hlavne ako posilňovacie čerpadlá a sú určené na odstraňovanie veľkých objemov plynu. Dva rotory sa bez toho, aby sa navzájom dotýkali, otáčali, aby plynule premiestňovali plyn v rovnakom smere cez čerpadlo. Toto zlepšuje výkon primárneho/predného čerpadla zvýšením rýchlosti čerpania o približne 7 : 1 a zlepšuje konečný tlak približne o 10 : 1. Pomocné čerpadlá môžu mať dva alebo viac rotorov. Typický konečný tlak<10-3 Торр может быть достигнуто (в сочетании с первичными насосами). Производительность составляет подобных агрегатов может достигать около 100 000 м3/ч.

Zubové čerpadlo s vačkou

(suchý objem)

Zubové čerpadlo s vačkou má dve vačky, ktoré sa otáčajú v opačných smeroch. Činnosť vákuovej pumpy je podobná rotačnej pumpe s tým rozdielom, že plyn sa prenáša skôr v axiálnom smere než zhora nadol. Veľmi často sa lalokové a dvojrotorové čerpadlá používajú v kombinácii. Stupne rotora a stupne vačky sú namontované na jednom spoločnom hriadeli. Tento typ čerpadla je určený pre náročné priemyselné prostredie a poskytuje vysoký výkon. Typický konečný tlak je 1 x 10-3 mbar. Produktivita je od 100 do 800 m3/h.

skrutkové čerpadlo

(suchý objem)

Hlavnými pracovnými orgánmi jednotky sú dve rotujúce skrutky, ktoré sa navzájom nedotýkajú. Rotácia posúva plyn z jedného konca na druhý. Skrutky sú konštruované tak, že pri prúdení plynu cez ne sa priestor medzi nimi zmenšuje a plyn sa stláča, čím sa znižuje vstupný tlak. Toto čerpadlo má vysoký výkon. Skrutkové čerpadlo môže pracovať s médiami obsahujúcimi kvapalinu a nečistoty a dobre funguje aj v náročných podmienkach. Typický konečný tlak je asi 1 × 10-2 Torr. Kapacita môže dosiahnuť 750 m3/h.

Sekundárne (vysoké vákuové) čerpadlá

Turbomolekulárne čerpadlo

(suchý, kinetický)

Turbomolekulárne čerpadlá fungujú tak, že prenášajú kinetickú energiu do molekúl plynu pomocou vysokorýchlostných rotujúcich uhlových lopatiek, ktoré poháňajú plyn vysokou rýchlosťou. Rýchlosť otáčania hrotu lopatiek je zvyčajne 250-300 m/s. Po prijatí impulzu od rotujúcich lopatiek sa molekuly plynu pohybujú smerom k výstupu. Turbomolekulárne čerpadlá poskytujú nízky tlak a majú nízke výkonové parametre. Typický konečný tlak je 7,5 x 10-11 Torr. Rozsah výkonu od 50 do 5000 l/s. Čerpacie stupne sa často kombinujú s deceleračnými stupňami, čo umožňuje turbomolekulám dosiahnuť vyššie tlaky (> 1 Torr).

Difúzne parné olejové čerpadlá

(mokrý, kinetický)

Parné difúzne čerpadlá prenášajú kinetickú energiu na molekuly plynu pomocou vysokorýchlostného zohriateho prúdu oleja, ktorý posúva plyn od vstupu k výstupu. To zaisťuje znížený vstupný tlak. Tento dizajn je dosť zastaraný. Vo veľkej miere ich na trhu nahrádzajú pohodlnejšie suché turbomolekulárne čerpadlá. Difúzne parné olejové čerpadlá nemajú žiadne pohyblivé časti a poskytujú vysokú spoľahlivosť. Táto vákuová pumpa má nízku cenu. Konečný tlak menší ako 7,5 x 10-11 Torr. Výkonový rozsah 10 - 50 000 l / s.

kryogénne čerpadlo

(suchá technológia rekuperácie plynu)

Kryogénne čerpadlá fungujú tak, že plyny a výpary zachytávajú a uchovávajú, než aby ich prečerpávali cez seba. Tento typ čerpadla využíva kryogénnu technológiu na zmrazovanie alebo zachytávanie plynu na veľmi chladnom povrchu (kryokondenzácia alebo absorpcia) pri teplotách 10°K až 20°K (mínus 260°C). Tieto čerpadlá sú veľmi účinné, ale majú obmedzenú kapacitu skladovania plynu. Nahromadené plyny / výpary sa musia pravidelne odstraňovať z čerpadla zahrievaním povrchu. Odčerpávajú sa pomocou ďalšej vákuovej pumpy. Tento proces je známy aj ako regenerácia. Kryogénne čerpadlá vyžadujú inštaláciu dodatočného kompresorového chladiaceho systému na vytvorenie studených povrchov. Tieto čerpadlá môžu dosahovať tlaky 7,5 x 10-10 Torr a majú rozsah výkonu od 1200 do 4200 l/s.

Významní výrobcovia vákuových čerpadiel

Vákuovú pumpu si môžete zakúpiť od nasledujúcich výrobcov

BUSCH www.buschvacuum.com

Becker www.beckerpumps.com

Elmo Rietschle http://www.gd-elmorietschle.com/en

NASH http://www.gdnash.com/liquid_ring_vacuum_pumps/

Robuschi http://www.gardnerdenver.com/en/robuschi/products/vacuum-pumps

Skupina Pfeiffer Group.pfeiffer-vacuum.com

Čerpadlá Samson www.samson-pumps.com

V rôznych sférach ľudskej činnosti je potrebné vytvorenie vákua. Tento pojem charakterizuje stav plynnej fázy, ktorej tlak je nižší ako atmosférický. Meria sa v milimetroch ortuťového stĺpca alebo pascalov. K riedeniu plynov dochádza, keď je látka nútená odstrániť zo zariadení, ktoré majú obmedzený objem. Technické zariadenie určené na tento účel sa nazýva vákuová pumpa. Môže byť použitý samostatne alebo môže byť súčasťou zložitejších systémov.

Vákuum je široko používané v rôznych technických zariadeniach. Umožňuje znížiť bod varu vody alebo chemických kvapalín, odstrániť plyny z materiálov, ktoré vyžadujú zvýšenú homogenitu zloženia, vytvoriť sterilné podmienky na spracovanie a skladovanie. Vďaka malým rozmerom a ekonomickej spotrebe energie vám moderné vákuové pumpy umožňujú rýchlo dosiahnuť hlboký stupeň vákua. Používajú sa v širokej škále procesov a oblastí činnosti:

• v ropnom a chemickom priemysle udržiavať potrebné podmienky pre priebeh reakcií a separáciu výsledných zmesí;
• pri odplyňovaní kovov a iných materiálov vytvárať diely s homogénnou štruktúrou a absenciou pórov;
• vo farmaceutickom a textilnom priemysle na rýchle sušenie produktov bez zvýšenia teploty;
• v potravinárskom priemysle pri balení mlieka, džúsov, mäsa a rybích výrobkov;
• v procese evakuácie chladiacich a iných zariadení so zvýšenými požiadavkami na neprítomnosť vlhkosti;
• pre normálne fungovanie automatických dopravníkových liniek s použitím vákuových prísaviek ako chápadiel;
• pri vybavovaní výrobných a výskumných laboratórií;
• v medicíne pri obsluhe dýchacích prístrojov a pri stomatologických ordináciách;
• v polygrafii na fixáciu termofólií.

Princíp činnosti vákuových čerpadiel

Vákuum vzniká pri mechanickom odstránení látky z uzavretého priestoru. Technicky sa to realizuje rôznymi spôsobmi. Princíp činnosti prúdové vákuové čerpadlo je založená na strhávaní molekúl plynu prúdom vody alebo pary vyletujúcim z ejektorovej dýzy vysokou rýchlosťou. Jeho schéma umožňuje pripojenie bočného potrubia, v ktorom sa vytvára vákuum.

Výhodou tejto konštrukcie je absencia pohyblivých častí a nevýhodou miešanie látok a nízka účinnosť.

V technike najčastejšie mechanické jednotky. Prevádzka vákuovej pumpy s rotujúcou alebo vratnou hlavnou časťou spočíva v periodickom vytváraní expandujúceho priestoru vo vnútri krytu, jeho naplnení plynom zo vstupného potrubia a jeho následnom vytlačení cez výstup. Konštrukcia vákuového čerpadla v tomto prípade môže byť veľmi rôznorodá.

Hlavné typy vákuových čerpadiel

Pri výrobe zariadení na vytváranie vákua sa používajú kovové a plastové materiály, ktoré sú odolné voči chemickým účinkom čerpaného média a majú dostatočnú mechanickú pevnosť. Veľká pozornosť sa venuje presnosti osadenia uzlov a tesnosti kontaktu povrchov, čo vylučuje spätný sklz plynov. Tu je zoznam hlavných typov vákuových čerpadiel, ktoré sa líšia dizajnom a princípom činnosti.

Vodný krúžok

Vákuová pumpa s vodným kruhom je jednou z možností pre jednotky s kvapalinovým kruhom, ktorá sa používa na vytvorenie vákua čistá cirkulácia vody. Má tvar valca s rotorom vybaveným lopatkami, otáčajúcimi sa na mimostredovom hriadeli. Pred začatím práce sa naplní kvapalinou.

Pri štartovaní motora obežné koleso urýchľuje vodu pozdĺž vnútorných stien krytu. Medzi ním a rotorom je vytvorená vákuová oblasť v tvare polmesiaca. Plyn do nej prúdi zo vstupného potrubia čerpadla. Pohyblivé lopatky ho posúvajú pozdĺž hriadeľa a vyhadzujú ho cez výstup. Často sa používajú aj jednotky tohto typu na čiastočnú úpravu plynu kvôli jeho intenzívnemu kontaktu s vodou.

Použitie kvapaliny ako pracovného orgánu poskytuje mnoho výhod.

1. Voda rotujúca v priestore medzi rotorom a plášťom čerpadla eliminuje možnosť spätného rázu plynu, nahrádza tesnenia a znižuje požiadavky na presnosť pri výrobe dielov.
2. Všetky rotujúce časti čerpadla sú neustále preplachované kvapalinou, čo znižuje trenie a zlepšuje odvod tepla.
3. Takéto zariadenia zriedka vyžadujú opravu, majú dlhú životnosť a spotrebúvajú minimum elektriny.
4. Práca s plynmi obsahujúcimi vodné kvapky a drobné mechanické nečistoty neovplyvňuje nepriaznivo technický stav zariadenia.

Posledná okolnosť je dôležitá pri použití takýchto čerpadiel na čerpanie vzduchu z nádob obsahujúcich vlhkosť. Používajú sa pre klimatizácie a iné chladiace jednotky, keď je systém pred naplnením freónom evakuovaný.

Lamelovo-rotačné

Takéto čerpadlá majú valcové telo so starostlivo lešteným vnútorným povrchom a rotor umiestnený vo vnútri. Ich osi sa nezhodujú, takže bočná vôľa má inú hodnotu. Rotor obsahuje špeciálne pohyblivé dosky, ktoré sú pružinami pritlačené k telu a rozdeľujú voľný priestor na sektory premenlivého objemu. Pri naštartovaní motora sa plyny pohybujú tak, že v sacom potrubí vzniká vždy podtlak a v tlakovom potrubí vždy pretlak.

Na zníženie trenia sú dosky vyrobené z antifrikčné materiály alebo sa používajú špeciálne oleje s nízkou viskozitou. Čerpadlá tohto typu sú schopné vytvárať dostatočne silné vákuum, sú však citlivé na čistotu čerpanej kvapaliny alebo plynu, vyžadujú pravidelné čistenie a znečisťujú produkt stopami mastnoty.

Membrána-piest

Pracovným orgánom čerpadiel tohto princípu činnosti je flexibilná membrána spojené s pákovým mechanizmom. Je vyrobený z moderných kompozitných materiálov, ktoré sú odolné voči mechanickému namáhaniu. Jeho okraje sú pevne pripevnené k telu a stredná časť sa pôsobením elektrického alebo pneumatického pohonu ohýba a striedavo zmenšuje a zväčšuje priestor vnútornej komory.

Zmena objemu je sprevádzaná nasávaním a vytláčaním prichádzajúcich plynov alebo kvapalín. Pri spoločnej práci v protifáze dvoch membrán je zabezpečený kontinuálny režim čerpania. Ventilový systém reguluje správnu distribúciu a smer prúdenia. Mechanizmus nemá žiadne rotujúce alebo trecie časti v kontakte s čerpaným produktom.

Komu výhody takýchto čerpadiel by mala obsahovať:

• žiadne znečistenie produktu mastnotou alebo mechanickými nečistotami;
• úplná tesnosť, s výnimkou netesností;
• vysoká ziskovosť;
• jednoduchosť ovládania prietoku;
• dlhodobá prevádzka v suchom režime, ktorá nepoškodzuje štruktúru;
• schopnosť používať pneumatický pohon na prácu vo výbušnom prostredí.

skrutka

Princíp činnosti skrutkových čerpadiel je založený na vytláčanie kvapaliny alebo plynu pozdĺž rotujúcej skrutky. Pozostávajú z pohonu, jedného alebo dvoch špirálových rotorov a vhodne tvarovaného statora. Vysoká presnosť výroby dielov neumožňuje spätnému skĺznutiu čerpaného média. V dôsledku toho sa na výstupe čerpadla vytvorí pretlak a na vstupe sa vytvorí vákuum.

Takéto zariadenie je drahé kvôli vysokým požiadavkám na kvalitu. Nedá sa dlhodobo udržiavať v „suchom“ režime.

Hlavné výhody takýchto čerpadiel:

• rovnomernosť toku;
• nízka hladina hluku;
• schopnosť čerpať kvapaliny s mechanickými inklúziami.

Vortex

Vortexové vývevy svojou konštrukciou pripomínajúce odstredivé zariadenie. Majú tiež lopatkové obežné koleso, ktoré sa otáča na centrálnom hriadeli. Zásadný rozdiel spočíva v umiestnení prívodného potrubia na vonkajšom obvode telesa, a nie v oblasti stredovej osi.

Minimálna medzera medzi obežným kolesom a skriňou zabezpečuje stabilný pohyb čerpanej kvapaliny v požadovanom smere. Jednotky tohto typu sú schopné vytvoriť dostatočne vysoký výtlačný tlak a majú samonasávací účinok. Tieto čerpadlá sú ľahko ovládateľné, ľahko opraviteľné a osvedčili sa pri čerpaní zmesí plyn-kvapalina, majú však nízku účinnosť. Sú citlivé na vniknutie mechanických nečistôt, ktoré môžu viesť k rýchlemu opotrebovaniu obežného kolesa.

Vlastná výroba vákuovej pumpy

Ak nie ste pripravení znášať náklady na získanie továrenského vybavenia, skúste si vyrobiť vákuovú pumpu sami. Na čerpanie vzduchu z nádoby s malým objemom sa môže hodiť lekárska striekačka alebo mierne upravená ručná pumpa na bicykel.

Poradte! Pri častom používaní a evakuácii veľkých plavidiel je vhodnejšie použiť zariadenia s elektrickým pohonom.

Zvážte možnosť výroby vákuovej inštalácie z kompresora starej chladničky. Je už navrhnutý na čerpanie plynu a s minimálnymi opravami bude schopný vytvoriť vákuum. Vaše akcie budú veľmi jednoduché:

• v určitej vzdialenosti od kompresora odrežte pílkou na kov dve medené rúrky, ktoré sú na to vhodné;
• demontujte kompresor spolu s napájacím obvodom alebo ho vymeňte spolu so štartovacím relé za nové podobné starému;
• na medenú rúrku, ktorá vyšla z kondenzátora, navlečte odolnú hadicu vhodného priemeru a pripojte ju druhým koncom k nádobe, ktorá sa má evakuovať;
• pre tesnosť spojenia môžete použiť bežnú svorku alebo použiť krútenie oceľového drôtu;
• zapojte vákuovú pumpu do elektrickej siete a po spustení sa odvzdušnením z druhej medenej rúrky presvedčte o jej správnom fungovaní.

Dôležité! Kompresor chladničky nie je určený na prevádzku vo vlhkom prostredí, preto treba dávať pozor, aby sa naň nedostala voda.