Вакуумный насос — для чего нужен

Основная особенность вакуумного насоса — возможность работы с разреженными средами: газ, дым, пар. Этим он принципиально отличается от агрегатов для воды, способных перекачивать только жидкости.

Для чего нужен вакуумный насос, какие виды этого оборудования существуют — в этой статье.

Принцип работы насосного оборудования

Помочь понять, что это такое — вакуумный насос, может рассмотрение принципа его работы. Мы сделаем это на примере распространенной модели серии КО. Такие агрегаты устанавливают на специальный автотранспорт с цистернами, задействованный для транспортировки канализационных отходов, и на другие емкости.

Рабочим элементом этого оборудования является крыльчатка с лопастями из текстолита. Она закреплена в камере насоса эксцентрично. Центр смещен в сторону отверстия для нагнетания воздуха. Это позволяет при вращении рабочего колеса постепенно уменьшать объем газовой среды, зажатый между лопатками.

Поскольку количество воздуха при этом не меняется, возрастает давление. Оно и позволяет вытолкнуть газовую среду в выпускной патрубок. Одновременно в зоне после отверстия нагнетания образуется низкое давление. Которое компенсируется за счет всасывания новой порции воздуха во входной патрубок.

Как с помощью конструкции меняют технические характеристики устройства

Изменяя размер камеры и рабочего колеса, структуру и форму лопаток крыльчатки, скорость вращения ротора, производители достигают нужных технических характеристики вакуумного насоса:

• Увеличивают давление в выходном патрубке. Тем самым добиваясь на входе более глубокого вакуума. Не меняя размеров агрегата, этого можно добиться ускорением вращения рабочего колеса. В случае рассматриваемого нами вакуумного насоса серии КО увеличение давления влечет рост глубины, с которой могут засасываться в цистерну канализационные отходы в жидком виде.

• Увеличивают производительность. Если камера насоса больше, при той же скорости вращения колеса он может перекачивать больший объем газовой среды. Но увеличение размеров влечет необходимость установить более мощную силовую установку.

Как вакуумный насос перекачивает жидкости

Но если закачивать в автоцистерну предполагается жидкие канализационные массы, то зачем нужен вакуумный насос, работающий с воздушной средой? Агрегат не контактирует с перекачиваемой жидкостью. Его заборный шланг подключается к верхней части цистерны.

При заполнении автоцистерны агрегат включают на откачку воздуха. Точка забора расположена в верхней части бака. К нижней части подключается армированный шланг, второй конец которого опускается в канализационный накопитель или колодец. При возникновении в баке вакуума жидкость всасывается через входной патрубок и занимает его место.

Скорость наполнения зависит от объема цистерны и производительности насоса. Производительные агрегаты серии КО могут перекачивать до 310 м³/час и более, создавая при этом максимальное разрежение на уровне 0,085 МПа. Что по классификации вакуумных насосов соответствует среднему вакууму.

После заполнения емкости водитель останавливает насос и отключает шланг, предварительно перекрыв кран. При необходимости слить цистерну насосное оборудование переключается в режим нагнетания воздуха. Он подается в верхнюю часть бака и выдавливает канализационные стоки через подключенный сливной шланг.

Виды вакуумных насосов

Рассмотренная выше конструкция агрегата относится к объемным вакуумным насосам. В этих моделях всасывание и нагнетание воздушной массы достигается за счет изменения объема камеры. К этой же категории относятся, например, поршневые и диафрагменные агрегаты. В обоих случаях имеет место изменение объема камеры. В первом — за счет движущегося поступательно поршня. Во втором — с помощью изгибающейся диафрагмы.

Также существуют кинетические вакуумные насосы. В них воздух приводится в движение за счет передачи его молекулам кинетической энергии. Выбор модели зависит от направления использования, особенностей перекачиваемых сред и ряда других параметров.

По использованию масла для уплотнения зазоров выделяют два типа вакуумных насосов:

• Масляные. Отличаются высокой эффективностью, создают высокое давление воздуха. Масло используется в качестве герметизирующего состава, уменьшает трение движущихся частей. Эти вакуумные насосы могут применяться при экстремально низких температурах.

• Сухие. Несколько уступают масляным в части производительности. Но при этом обладают важным преимуществом. На выходе из агрегата можно получить абсолютно чистый воздух, без примесей масла и других загрязняющих веществ. Что хорошо при использовании в фармацевтике, химической промышленности.

Направления использования вакуумных насосов

• Установка на автоцистерны. Пример такого агрегата серии КО рассмотрен выше. Но по тому же принципу работает заполнение и опорожнение автомобильных цистерн для перевозки чистой воды, нефтепродуктов и других жидких сред.

• Откачивание дыма, пара из емкостей. В частности, использование таких вакуумных насосов получило распространение в химической отрасли. Они позволяют откачивать пар, токсичные и взрывоопасные газовые смеси из емкостей.

• Перекачивание сыпучих пищевых продуктов. Физический контакт с рабочим колесом может нарушить качество и состояние муки, привести к образованию пыли. Вместо этого можно в камере создается разряжение. Воздух при этом нужно удалять, что и делает вакуумный насос. Аналогично можно транспортировать рыбную продукцию, смеси и прочие.

• Создание нужного давления в камере. Например, в этом качестве вакуумные насосы используются в стекольной промышленности. В частности, они позволяют изготавливать многослойные автомобильные стекла типа триплекс.

• Для технологических процессов бумажной промышленности. Вакуумные насосы задействованы сразу в нескольких операциях ЦБК. Их подключают к аппарату для промывки крупнозернистой целлюлозы. Также агрегаты этого типа используются для обеспечения эффективной фильтрации на разных этапах производства, дегазации смеси, осушения.

Выше приведены только несколько основных направлений использования. Отметим, что для некоторых из них разработаны специальные вакуумные насосы, точно отвечающие поставленным задачам.

Автор статьи: Александр Шихов