Typy vákuových čerpadiel a ich princíp činnosti

V rôznych sférach ľudskej činnosti je potrebné vákuum. Tento pojem opisuje stav plynnej fázy, ktorej tlak je nižší ako atmosférický tlak. Meria sa v milimetroch ortuti alebo pascalov. K riedeniu plynov dochádza počas núteného odstraňovania látok zo zariadení s obmedzeným objemom. Technické zariadenie určené na tento účel sa nazýva vákuové čerpadlo. Môže byť použitý samostatne alebo môže vstupovať do zložitejších systémov.

Rozsah vákuových čerpadiel

Vákuum je široko používané v rôznych technických zariadeniach. Umožňuje znížiť teplotu varu vody alebo chemických kvapalín, odstrániť plyny z materiálov, ktoré vyžadujú zvýšenú homogenitu kompozície, aby sa vytvorili sterilné podmienky spracovania a skladovania. Vďaka malým rozmerom a ekonomickej spotrebe energie umožňujú moderné vývevy rýchlo dosiahnuť hlboký stupeň vákua. Používajú sa v rôznych procesoch a oblastiach činnosti:

• v rafinériách ropy a chemickom priemysle na udržanie nevyhnutných podmienok pre reakcie a separáciu výsledných zmesí;
• pri odplynení kovov a iných materiálov na vytvorenie častí s homogénnou štruktúrou a neprítomnosťou pórov;
• vo farmaceutickom a textilnom priemysle na rýchle sušenie výrobkov bez zvýšenia teploty;
• v potravinárskom priemysle na balenie mlieka, šťavy, mäsa a výrobkov z rýb;
• v procese vysávania chladiacich a iných zariadení so zvýšenými požiadavkami na neprítomnosť vlhkosti;
• na normálne fungovanie automatických dopravných pásov pomocou podtlakových prísaviek ako uchopovačov;
• na zariadeniach výrobných a výskumných laboratórií;
• v medicíne počas prevádzky dýchacích prístrojov a stomatologických ordinácií;
• pri tlači na fixovanie termofilmov.

Princíp činnosti vákuových čerpadiel

Vákuum sa vytvára mechanickým odstránením látky z uzavretého priestoru. Technicky sa to realizuje rôznymi spôsobmi. Princíp činnosti vákuové čerpadlo Je založený na ablácii molekúl plynu prúdom vody alebo pary, ktorá sa vyfukuje vysokou rýchlosťou z ejektorovej dýzy. Jeho schéma umožňuje pripojenie bočnej zásuvky, v ktorej je vytvorené vákuum.

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

V technike najbežnejšie mechanických jednotiek, Prevádzka vákuovej pumpy s rotujúcou alebo pohybujúcou sa hlavnou časťou s vratným pohybom spočíva v periodickom vytváraní rozpínacieho priestoru vo vnútri puzdra, jeho naplnenia plynom z prijímacej rúrky a potom jeho vytlačením cez výpust. Konštrukčné zariadenie vákuovej pumpy môže byť veľmi rôznorodé.

Hlavné typy vákuových čerpadiel

Pri výrobe zariadení na vytváranie podtlaku sa používajú kovové a plastové materiály, ktoré sú odolné voči chemickým účinkom čerpaného média a majú dostatočnú mechanickú pevnosť. Veľká pozornosť sa venuje presnosti montáže uzlov a tesnosti kontaktných plôch, čím sa eliminuje spätné preklzávanie plynov.Tu je zoznam hlavných typov vákuových čerpadiel, ktoré sa líšia konštrukciou a princípom prevádzky.

Prsteň vody

Vákuová pumpa s vodným krúžkom je jednou z možností pre jednotky s kvapalinovým krúžkom, pomocou ktorých sa vytvára vákuum cirkulácia čistej vody, Má tvar valca s rotorom s lopatkami, ktorý sa otáča na hriadeli, ktorý je odsadený od stredu. Pred spustením sa naplní kvapalinou.

Pri naštartovaní motora obežné koleso urýchľuje vodu pozdĺž vnútorných stien skrine. Medzi ním a rotorom je vytvorená vákuová oblasť v tvare kosáka. Prúd plynu zo vstupu čerpadla. Pohyblivé čepele ho pohybujú pozdĺž hriadeľa a hádzajú ho cez vývod. Často sa tiež používajú agregáty tohto typu. na čiastočné čistenie plynu kvôli intenzívnemu kontaktu s vodou.

Použitie kvapaliny ako pracovného telesa poskytuje mnoho výhod.

1. Voda rotujúca v priestore medzi rotorom a puzdrom čerpadla eliminuje pravdepodobnosť opätovného prasknutia plynu, nahradenia tesnení a zníženia požiadaviek na presné diely.
2. Všetky rotujúce časti čerpadla sú neustále premývané kvapalinou, čo znižuje trenie a zlepšuje odvod tepla.
3. Takéto zariadenia zriedka vyžadujú opravu, majú dlhú životnosť a spotrebujú minimum elektrickej energie.
4. Práca s plynmi obsahujúcimi kvapky vody a malé mechanické nečistoty neovplyvňujú nepriaznivo technický stav zariadenia.

Táto okolnosť je dôležitá pri použití takých čerpadiel na čerpanie vzduchu z nádrží obsahujúcich vlhkosť. Používajú sa pre klimatizačné zariadenia a iné chladiace jednotky pri evakuácii systému pred ich naplnením freónom.

Rotačná lopatka

Takéto čerpadlá majú valcové teleso s opatrne lešteným vnútorným povrchom a rotorom umiestneným vnútri. Ich osi sa nezhodujú, preto bočná vôľa má inú veľkosť. Rotor obsahuje špeciálne pohyblivé dosky, ktoré sú pritlačené pružinami k telu a rozdelia voľný priestor do sektorov s premenlivým objemom. Keď je motor zapnutý, plyny sa začnú pohybovať tak, že v sacom vstupe a pretlaku v tlakovej hlave sa vždy vytvára podtlak.

Na zníženie trecích dosiek sú vyrobené z materiály proti treniu alebo aplikujte špeciálne oleje s nízkou viskozitou. Čerpadlá tohto typu sú schopné vytvoriť pomerne silné vákuum, ale sú citlivé na čistotu čerpanej kvapaliny alebo plynu, vyžadujú pravidelné čistenie a kontaminujú produkt stôp maziva.

Membránový piest

Pracovný orgán čerpadiel tohto princípu činnosti je pružná membránaspojené s pákovým mechanizmom. Je vyrobený z moderných kompozitných materiálov odolných voči mechanickému zaťaženiu. Jeho hrany sú pevne upevnené v puzdre a stredová časť pôsobením elektrického alebo pneumatického pohonu sa ohýba, striedavo zmenšuje a zväčšuje priestor vnútornej komory.

Zmena objemu je sprevádzaná absorpciou a vypudením vstupujúcich plynov alebo kvapalín. Pri vzájomnej spolupráci v antifáze dvoch membrán sa poskytuje kontinuálny režim prenosu. Systém ventilov riadi správne rozloženie a smer prúdenia. Mechanizmus nemá žiadne rotujúce alebo trecie časti v kontakte s čerpaným produktom.

K výhody takýchto čerpadiel by mali zahŕňať:

• žiadna kontaminácia výrobku mazivom alebo mechanickými nečistotami;
• úplná tesnosť, eliminácia úniku;
• vysoká ziskovosť;
• jednoduchá regulácia prietoku;
• dlhodobá prevádzka v suchom režime, ktorá nepoškodzuje stavbu;
• schopnosť používať pneumatický pohon na prácu vo výbušnom prostredí.

skrutka

Princíp činnosti skrutkových čerpadiel je založený na posunutie tekutiny alebo plynu pozdĺž rotačnej skrutky. Pozostávajú z pohonu, jedného alebo dvoch rotorov so špirálovitým usporiadaním a statora zodpovedajúceho tvaru. Vysoká presnosť výroby dielov neumožňuje, aby sa čerpané médium skĺzlo dozadu. Výsledkom je, že na výstupe čerpadla sa vytvára pretlak a na vstupe vákuum.

Takéto zariadenia sú vďaka vysokým požiadavkám na kvalitu výroby drahé. Nie je možné ho dlhodobo uchovávať v „suchom“ režime.

Hlavné výhody takýchto čerpadiel:

• rovnomernosť prietoku;
• nízka hladina hluku;
• schopnosť čerpania tekutiny s mechanickými inklúziami.

vír

Vírivé vákuové čerpadlá s ich dizajnom podobať odstredivému zariadeniu, Majú tiež obežné koleso s lopatkami otáčajúcimi sa na centrálnom hriadeli. Hlavný rozdiel spočíva v umiestnení prijímacieho potrubia na vonkajšom obvode puzdra a nie v oblasti stredovej osi.

Minimálna vôľa medzi obežným kolesom a puzdrom zabezpečuje stabilný pohyb čerpanej kvapaliny v požadovanom smere. Agregáty tohto typu sú schopné vytvoriť dostatočne vysoký výstupný tlak a majú samonasávací účinok. Tieto čerpadlá sa ľahko používajú, ľahko sa opravujú a osvedčili sa pri čerpaní zmesí plyn-kvapalina, ale majú nízku účinnosť. Sú citlivé na vniknutie mechanických nečistôt, ktoré môžu viesť k rýchlemu opotrebeniu obežného kolesa.

Nezávislá výroba vákuovej pumpy

Ak nie ste pripravení znášať náklady na nákup zariadenia, skúste vytvoriť vákuovú pumpu vlastnými rukami. Na čerpanie vzduchu z malej objemovej nádrže môže byť užitočný lekársku striekačku alebo mierne vylepšenú pumpičku na bicykel.

Zvážte výrobu vákuovej jednotky z kompresora starej chladničky. Je už navrhnutý pre čerpanie plynu a pri minimálnych opravách môže vytvoriť vákuum. Vaše akcie budú veľmi jednoduché:

• v určitej vzdialenosti od kompresora, rezané pílou na kovových dvoch medených trubkách, ktoré sú na to vhodné;
• demontujte kompresor spolu s napájacím obvodom alebo ho vymeňte za štartovacie relé za nový, analogicky so starým;
• na medené potrubie, ktoré prešlo z kondenzátora, položte na trvanlivú hadicu vhodného priemeru a pripojte ho na druhý koniec do vákuovej nádoby
• pre tesnosť môžete použiť bežnú svorku alebo použiť otočný oceľový drôt;
• pripojte vákuové čerpadlo k elektrickej sieti a po spustení vzduchu z druhej medenej rúrky sa uistite, že funguje správne.

Je to dôležité! Kompresor chladničky nie je určený na prevádzku vo vlhkom prostredí, preto je potrebné dbať na to, aby sa naň nedostala žiadna voda.