Водокольцевые вакуумные насосы — это специализированные устройства, которые служат для удаления газов или воздуха из герметичного резервуара до создания вакуума определенного уровня. Такие устройства активно применяются в различных отраслях промышленности для выполнения различных технических задач.
ВВН насосы отличаются как техническими параметрами, так и устройством, и принципом работы. Существует много разновидностей таких устройств относительно принципа действия. В этой статье речь пойдет про такой вид этих устройств как водокольцевые вакуумные насосы.
Что из себя представляет водокольцевой вакуумный насос?
Как и все вакуумные насосы, водокольцевые насосы служат для откачки воздуха или газа с герметичной емкости с целью создания поддержания в ней технического вакуума. Водокольцевые устройства способны работать даже с агрессивными газами и испарениями, кроме того, они способны перекачивать воздух, который имеет загрязнения или большое количество пыли в своем составе. Конструкция устроена так, что ни одна из частей насоса не контактирует с другими, что приводит к полному отсутствия трению и, как следствие, повышению надежности, так как части насоса не подвергаются износу.
Из-за отсутствия трения, насосы работают без применения масла для смазки и охлаждения деталей конструкции. Это является огромным преимуществом в некоторых сферах применения. Например, такие насосы могу быть использованы в местах, где противопоказано наличие масляных испарений в воздушный или газовый поток, благодаря этому, насосы получили широкое распространение в химической и пищевой промышленностях, также активно используются в исследовательском и медицинском секторе, в том числе и для изготовления лекарственных средств.
Кроме того, в ходе эксплуатации таких насосов нет необходимости частого технического обслуживания, так как нет необходимости постоянно отслеживать уровень масла и периодически производить его замену, благодаря этому, насосы могут быть установлены даже в труднодоступных местах, так как нет необходимости обеспечения регулярного доступа к устройству.
В таких насосах нет газораспределяющих органов, устройства способны работать даже с смесями, которые склонны к взрывам или воспламенению. Водокольцевые вакуумные насосы представлены двум типами: одноступенчатыми и двухступенчатыми, в последних образуется два всасывающих окна.
Главным преимуществом таких устройств является их надежность, так как конструкция максимально простая и неприхотливая, кроме того, в устройстве отсутствуют какие-либо шестеренки и клапана. Все элементы смазываются непосредственно рабочей жидкостью.
Отдельная смазка требуется только для подшипников ротора. Единственный элемент, который находится в движении — это рабочее колесо устройства. Все это позволяет насосу функционировать длительное время без какого-либо вмешательства. Более того, в случае износа какой-либо части устройства (такое может произойти, например, от частого попадания грязи или пыли), все элементы могут быть заменены отдельно.
Основными элементами насоса являются: корпус устройства, рабочее колесо, жидкость для работы (вода), нагнетательное и всасывающее окна.
Принцип работы и действия водокольцевого насоса
Ротор расположен эксцентрично и имеет радиальные лопатки (все это является рабочим колесом), которые вращаются внутри конструкции, которая заполнена жидкостью до определенного уровня. Лопатки ротора при вращении захватывают воду и откидывают ее, при достижении высокой скорости, отбрасываемая жидкость образует водяное кольцо, от этого и пошло название конструкции.
В процессе вращения между колесом и водяным кольцом образуется свободное пространство, которое имеет серповидную форму, именно это пространство и является рабочим для насоса. Лопатки колеса делят это рабочее пространство на сектора, которые имеют переменный объем. Когда объем сектора увеличивается, происходит всасывание, при уменьшении объема — сжатие и нагнетание.
Температура выпускаемого воздуха или газа остается практически той же, что и на входе в устройство, так как при сжатии происходит интенсивное удаление тепла из рабочей камеры насоса. А вот рабочая жидкость нагревается достаточно сильно, для избежания перегрева, необходимо осуществлять ее периодическую замену.
На заметку! Старая жидкость удаляется через нагнетательное окно, так же как и воздух или газ, а заливается с помощью всасывающего патрубка или через уплотнения рабочего колеса.
Вакуумный насос ВВН1 — подробно про данный вакуумный насос
Насос ВВН1 служит для откачки воздуха, испарений и газов, которые не агрессивны у чугуну (так как именно из этого материала выполнено большинство элементов конструкции), для создания глубокого технического вакуума. Активно используются в химической, металлургической, пищевой, медицинской, целлюлозно-бумажной и прочих отраслях промышленности.
ВВН1 часто используют в коммунальном секторе и в области сельского хозяйства. Насос относится к восстанавливаемому типу изделий. Скорость работы устройства (производительность) — около 3.3 кубометра в час. Остаточное давление — 0.4 мПа.
Важно! Таким устройствам противопоказана работа с газами или испарениями, которые имеют склонность к взрывам или воспламенению.
Преимущества и недостатки водокольцевых насосов
Любой техническое устройство имеет ряд плюсов и минусов, и водокольцевые насосы здесь не исключение.
К основным преимуществам можно отнести:
- простота процесса эксплуатации;
- длительный срок службы;
- высокий уровень надежности;
- устройство не представляет опасности;
- при достаточном уровне охлаждения, показывает КПД в 70 процентов;
- экономичность в работе;
- невысокая стоимость;
- простота монтажа и настройки;
- устройство пригодно к ремонту:
- устойчивы к попаданию пыли и грязи;
- если вместо воды использовать специальный состав, устройство может работать даже с агрессивными испарениями и газами;
- откачиваемый поток не загрязняется испарениями масла;
- не опасны для окружающей среды.
Из недостатков водокольцевого вакуумного насоса можно выделить следующее:
- серьезные расходы энергии на вращение водяного кольца;
- устройство способно создавать только вакуум низкого уровня;
- большинство моделей имеют достаточно большие габариты.
Сферы и области применения
Водокольцевые вакуумные насосы используются во множестве различных процессах и широко распространены во множестве сфер деятельности, особенно где требуются безмасляные устройства. Ниже представлены самые основные из них.
- Химическая промышленность. Процессы массообмена и растворения вредоносных газов, установки для красителей и удобрений (кристаллизационные и дистилляционные), устройства сушки, вакуумная пропитка (производство электрических двигателей, кабелей и конденсаторов), фильтрация при производстве антибиотиков и целлюлозы, сжатие агрессивных газов.
- Обработка дерева и производство бумаги. Различные виды обработки дерева и производство бумажных изделий.
- Металлургия. Процессы выплавки металлов, порошковая металлургия, сжатый воздух для пневматических пистолетов.
- Машиностроение. Процессы сварки.
- Изготовление оптики. Алюминирование зеркал в вакууме, просветление линз.
- Пищевая промышленность. Процессы консервации, производство сахара, изготовление алкогольной продукции, опреснение воды.
- Медицина и фармацевтика. Производство лекарственных средств, проведение хирургических операций.
- Наука и исследования. Проведение различных опытов в специальных установках.
- Сельское хозяйство. Пневмотранспорт для перемещения сыпучих веществ. Установки для дойки.
- Производство строительных материалов. Пневмотранспорт для сыпучих материалов. Процессы дегазации.
Главные критерии выбора водокольцевого вакуумного насоса
К процессу выбора устройства стоит отнестись максимально внимательно, так как от выбора модели напрямую зависит эффективность выполнения поставленной задачи. Лучше всего обратиться к квалифицированному специалисту для подбора оптимального устройства, так как для разных задач потребуются насосы с различными техническими характеристиками.
В первую очередь стоит определиться с типом устройства (одноступенчатое или двухступенчатое) и необходимой скоростью работы. Далее стоит обратить внимание на мощность двигателя, параметры его экономичности и на габариты устройства.
Образование и карьера: кафедра «Вакуумная и компрессорная техника» Э5 МГТУ им. Н.Э. Баумана, дата выпуска 2010 год. На данный момент работаю менеджером по подбору оборудования в компании Вакуум Маркет.
