Первое, документально зафиксированное измерение атмосферного давления было совершено в 1643 году, что дало начало развитию вакуумного оборудования и сопутствующей техники. Начиная с 1862 года началась разработка, а следом и производство ртутно-поршневых насосов, конструкция которых была не особо надежной, но исправно исполняла свои функции. Такой успех дал дополнительный толчок для изобретателей в направлении увеличения безопасного использования и расширения диапазона создаваемого давления агрегатами.

Пластинчато-роторный вакуумный насос Edwards ES

Вакуум насос: что это?

Теперешние технологии способны помочь человеку создавать все более функциональные и оптимизированные вакуумные устройства, под узкие требования отдельных отраслей. Таким образом, стало возможным без особых усилий осуществлять откачку воды, сыпучих веществ или газовых смесей, а также их продукты распада даже на молекулярном уровне. Среди подобной техники наиболее популярными и востребованными являются вакуумные насосы, которые поражают своим диапазоном рабочих возможностей и глубиной создаваемого вакуума. Для промышленных масштабов созданы разные типы устройств, основными среди которых являются:

  • Вакуумный насос. Служит для нагнетания воздуха или создания определенного уровня давления;
  • Вакуумный агрегат. Также осуществляет перекачку воздушных и газовых смесей и может фильтровать обрабатываемый материал;
  • Вакуумная установка. Комплекс, состоящий из нескольких механизмов вакуумной техники, которые в совокупности обеспечивают целый ряд действий для обработки либо производства всевозможных материалов.

К общим характеристикам вакуумных насосов можно отнести:

  • Большая скорость при откачке веществ;
  • Внушительный уровень создаваемого вакуума;
  • Повышенная износостойкость деталей;
  • Невысокие затраты в обслуживании и в процессе эксплуатации.

Внешние элементы вакуумного насоса

Обозначение измерительных величин

В любой технической документации к вакуумным насосам, скорость откачки обозначается символом S и измеряется только в литраже за одну секунду времени. Величина остаточного давления в объеме с разряженной атмосферой указывает на уровень вакуума. При таком распределении объем определяется такими единицами измерения как: количество предельного давления в процентах, кПа, Па и мм. рт. ст.

Помимо вышеуказанных значений, у разных типов вакуумных насосов имеются свои характеристики, в зависимости от способности создавать определенный уровень вакуума. Существуют агрегаты для образования предельного остаточного давления, уровень которого начинается с 1х10-3 мм рт. ст. Есть и насосы, способные произвести остаточное давление в пределах от 5х10-3 до 5х10-7 мм. рт. ст. Но разность в производительности никак не относится к общему принципу построения механизмов для создания вакуума внутри насоса любого типа. То есть, приводная система двигателя, а также принцип создания разряжения, у всех насосов единый. Имеется разница только в способе уплотнения отдельных деталей и происхождение движущей силы для камеры, сдавливающей обрабатываемый газ либо воздух.

Принцип работы вакуум насоса

В основу работы вакуумных насосов заложен принцип изменения внутреннего размера рабочей камеры, за счет чего происходит сжатие, а затем выталкивание воздуха, разряженного до необходимого уровня. Зачастую, подобные насосы применяются в качестве форвакуумного механизма, который создает разряжение вещества до перехода того в следующий агрегат, что производит дополнительные манипуляции в виде фильтрации либо наделении энергией для движения смеси с ускорением. При необходимости создать форвакуумный узел используют жидкостно-кольцевые, поршневые либо ротационные типы вакуумных насосов. Но самыми востребованными считаются агрегаты с вращательным принципом действия.

Паромасляные, пароструйные и турбомолекулярные насосы применяются в тех системах, где необходим высокий уровень вакуума. Если рассматривать последний тип, то они делают откачку в следствие передачи молекулами газа инерции от твердых, парообразных либо жидких поверхностей. По группам, к турбомолекулярным устройствам относятся: диффузионные, водоструйные, векторные.

Если судить по способу функционирования, то все механизмы подобного типа работают по принципу вытеснения. На параметр создаваемого вакуума напрямую влияет степень герметичности рабочей камеры и прилегающих к ней механизмов, участвующих в создании разрежения. Это означает, что при использовании вакуумного насоса с масляным уплотнителем можно создать более высокую степень вакуума, чем когда используется безмасляный насос. Поэтому, если вакуумная система участвует в изготовлении либо обработке материалов, на которые не влияют частицы масляных выхлопов, то используется маслоподкачивающие насосы. При необходимости эксплуатировать абсолютно безвредный насос, приходится жертвовать потерей создаваемого им давления, из-за невозможности максимально ограничить утечку газа из рабочей камеры. Чтобы обеспечить необходимый уровень разрежения в таких случаях, используют установку одного или нескольких форвакуумный устройств, подключив их последовательно, один за другим, в начале вакуумной линии, чтобы основной насос мог выдать требуемый объем и уровень сжатия для конкретных нужд.

Принцип функционирования вакуум насоса

Как выполняется установка вакуум насоса

Все необходимое оборудование для создания полноценной вакуумной системы или отдельного агрегата, выполняющего какую-то одну функцию, устанавливается на единой фундаментной плите, которая по технической документации должна превышать вес самого механизма, как минимум в два раза. При сборке готового решения, в основном используется электронасос, оборудованный двигателем для создания возвратно-поступательных движений рабочему органу, разного вида вакуумной арматуры, разветвления из патрубков и шлангов высокого давления, а также контрольно-измерительные приборы (течеискатели, вакуумметры и т.д.). Собранное устройство желательно устанавливать в помещении с огнеупорными стенами и высотой потолка, как минимум 3,5 метра.

Перед тем как монтировать все части на фундаментную плиту, ей нужно выбрать правильное месторасположение, так, чтобы к агрегату можно было подойти с любой стороны. Что касаемо крепления плиты к полу, то лучше использовать анкерные соединения, так как фиксация на сварку будет ненадежной, из-за создания вакуум насосом сильной вибрации, которая негативно влияет на сварочные швы.

Устанавливая компоненты насоса на фундаментальную раму необходимо соблюдать горизонтальный уровень по общей плоскости, а также центровку валов механизмов между собой. В заводской инструкции к вакуумным насосам обусловлена дополнительная установка резиновых прокладок под лапками агрегата, но их количество должно быть минимальным, чтобы по максимуму гасить энергию вибрации.

Принцип монтажа вакуумной установки к фундаменту

В некоторых случаях, основу фундаментной рамы полностью бетонируют в пол, дополнительно фиксируя болтами или приваривая к засверленной в бетон арматуре.

Перед тем как устанавливать на раму вакуум насос, его нужно хорошенько посмотреть и руками сделать полный оборот вала, потянув за муфту. Необходимо проследить, чтобы после установки агрегата на раму, он был достаточно уравновешен, так как после ослабления сальников вала вакуумного насоса, он должен без затруднений прокручиваться.

Когда производится прокладка трубопровода и подключение его к фланцам насоса, необходимо рассчитывать длину так, чтобы после фиксации вакуумной арматурой, шланги не были в натяжке. Также требуется создать условия невесомости для всей линии шлангов, чтобы они своим весом не перенагружали крепящие их фланцы, провоцируя к разгерметизации либо обрыву. Чтобы организовать максимально эффективное использование вакуумного насоса, трубопровод должен иметь минимум угловых соединений и запорных механизмов. Всасывающий штуцер в агрегате должен быть равным либо чуть меньше по диаметру с подключенным к нему трубопроводам, чтобы уменьшить нагрузку на двигатель.

Всасывающие патрубки необходимого надежно фиксировать между собой всякого рода уплотнителями и запорной арматурой, во избежание подсоса воздуха извне. Также, не рекомендуется располагать данные патрубки рядом с теплонагревателями или паропроводными системами, так как повышенная температура и влажность существенно снизит производительность устанавливаемого аппарата. Наиболее оптимальная температура для всасывающего трубопровода – это 12-20 градусов тепла. Наверное, для многих будет удивлением то, что обледенения всасывающего патрубка может произойти не только при минусовой температуре, это также возможно и при 7 градусах с плюсом, так что если нет возможности обеспечить другой приток всасывающего вещества, то в той области, где производится его забор, необходимо обеспечить дополнительный обогрев до оптимальной температуры воздуха.

Если используется вакуумный насос со смазывающим веществом типа ВМ, то выхлоп рекомендуется делать наружу помещения. Так же нельзя на выхлопной шланг устанавливать механизмы, препятствующие его выходу, потому что установленный, к примеру, угольный фильтр, приведет к непременному перегреву насоса и выхода его из строя.

После полной сборки и установки вакуум насоса, нужно повторно перепроверить все соединения, правильность подключения к электросети и убедиться в том, что сняты все заводские пломбы и заглушки.