Китайский стандартный жидкостно-кольцевой вакуумный насос (2BV-6110-6111-6121-6161) с взрывозащищенным двигателем и тормозами.

Базовые знания о вакуумном насосе.

Вакуумный насос используется для создания относительного вакуума в герметичном объеме. Эти насосы удаляют молекулы газа из герметичного объема и выталкивают их, создавая частичный вакуум. Они могут применяться в самых разных областях, включая медицину и лабораторные исследования. В этой статье будут рассмотрены основы работы вакуумных насосов, включая принцип их функционирования и используемые материалы. Вы также узнаете о типичных областях применения и стоимости их использования.

Как это работает

Вакуумный насос — это насос, который откачивает воздух из определенного пространства. В зависимости от своей функции эти насосы делятся на три типа. Объемные насосы используются в диапазоне низкого вакуума, а высоковакуумные насосы — в диапазоне сверхвысокого вакуума. Производительность вакуумного насоса зависит от качества создаваемого им вакуума.
Вакуумный насос создает частичный вакуум выше окружающего атмосферного давления. Скорость вращения насоса пропорциональна разности давлений между окружающей атмосферой и базовым давлением насоса. Для конкретного процесса следует выбирать базовое давление, а не минимально возможное давление в системе.
Спиральный насос также является разновидностью вакуумного насоса. Этот тип насоса состоит из двух спиралей, внутренняя из которых вращается вокруг объема газа, сжимая его по спирали до достижения максимального давления в центре. Внутренняя и внешняя спирали разделены полимерным уплотнением на конце, обеспечивающим осевую герметизацию между ними. Скорость откачки составляет от 5,0 до 46 м³/ч.
Другой тип вакуумного насоса — винтовой насос, в котором используются два вращающихся винта в одной камере. Один винт в винтовом насосе имеет левую, а другой — правую резьбу. Два винта не соприкасаются друг с другом при работе, что предотвращает загрязнение среды. Они также отличаются высокой скоростью откачки, низкими эксплуатационными расходами и низкими требованиями к техническому обслуживанию.
Вакуумный насос состоит из нескольких частей, таких как ротор и основание. Эти компоненты создают зону низкого давления. Молекулы газа и воды устремляются в эту зону низкого давления, где их засасывает насос. Насос также вращается, предотвращая утечку жидкости в зону низкого давления.
Основная функция вакуумного насоса — удаление частиц газа из замкнутого пространства. Он делает это, изменяя молекулы газа между состояниями высокого и низкого давления. Вакуумный насос также может создавать частичный вакуум. Существует несколько типов вакуумных насосов, каждый из которых предназначен для выполнения определенной функции, поэтому важно выбрать подходящий тип для вашего применения.

Материалы для вакуумных насосов

В вакуумных насосах используются два основных материала: металл и полиэтилен. Металл более долговечен, а полиэтилен дешевле и гибче. Однако эти материалы не подходят для работы под высоким давлением и могут вызывать повреждения. Поэтому, если вы хотите спроектировать насос высокого давления, лучше использовать металлические материалы.
Вакуумные насосы необходимы в различных промышленных условиях и производственных процессах. Наиболее распространенным вакуумным насосом является объемный вакуумный насос, который перекачивает газовую нагрузку от входа к выходу. Главный недостаток этого насоса заключается в том, что он может создавать только частичный вакуум; для достижения более высокого вакуума необходимо использовать другие методы.
Материалы, используемые в вакуумных насосах, варьируются от высоковакуумных до насосов грубого вакуума. Диапазон низкого давления обычно составляет менее 1 x 10⁻³ мбар, но высоковакуумные насосы используются для экстремально вакуумных условий. Они также различаются по допускам при изготовлении, используемым уплотнениям, материалам и условиям эксплуатации.
Выбор материала для вакуумного насоса зависит от технологического процесса. Диапазон вакуума и предельное давление системы должны быть тщательно проанализированы, чтобы найти подходящий материал. В зависимости от назначения насоса могут использоваться различные материалы, от керамики до пластиковых подложек. При выборе материала для вакуумного насоса обязательно учитывайте его долговечность и коррозионную стойкость.
В сухих и мокрых вакуумных насосах для смазки внутренних деталей используется масло. Это предотвращает износ насоса из-за коррозии. Эти типы насосов также рекомендуются для непрерывной работы и идеально подходят для применений, где газ является кислым или коррозионным. Поэтому они широко используются в химической и пищевой промышленности. Они также применяются в роторном испарителе и при переработке летучих соединений.
Наиболее распространенным типом являются объемные насосы. Они работают за счет того, что газ поступает в полость и выводится в атмосферу. Кроме того, насосы с переносом импульса, также известные как молекулярные насосы, используют высокоскоростные струи жидкостей высокой плотности для транспортировки воздуха и газов. Эти насосы также используются в медицинских целях.

Типичное применение

Вакуумные насосы используются для удаления больших объемов воздуха и воды из технологического процесса. Они применяются в различных отраслях промышленности для повышения производительности. Например, жидкостно-кольцевые вакуумные насосы используются в упаковочной промышленности для производства пластиковых листов нужной формы и размера. В химической промышленности высокопроизводительные всасывающие насосы используются для улучшения поверхностных свойств материалов и ускорения фильтрации.
Вакуумные насосы работают по двум основным принципам: улавливание и перекачивание газа. Объемные насосы подходят для низкого и среднего вакуума, а насосы, передающие импульс и удерживающие газ, — для высокого вакуума. Как правило, в системах высокого вакуума используются два или более насоса, работающих последовательно.
Существует три основные категории вакуумных насосов: первичные, бустерные и вторичные. Их рабочее давление колеблется в пределах нескольких миллиметров выше атмосферного давления. Они также используют различные технологии, включая объемный перекачивание, перекачку газа и улавливание газа. Эти насосы переносят молекулы газа посредством обмена импульсом. Как правило, они выпускают молекулы газа примерно с той же скоростью, с которой они поступали. После завершения процесса давление молекул газа немного превышает атмосферное. Давление на выходе равно минимальному достигнутому давлению, которое является степенью сжатия.
Вакуумные насосы широко используются во всех сферах жизни. Их можно найти практически во всех отраслях промышленности, включая пищевую промышленность. Например, они используются для производства колбас и пищевых продуктов. Кроме того, они применяются в компрессорах полигонов твердых бытовых отходов и биореакторов. Их также можно использовать для производства солнечных батарей.
В настоящее время вакуумные насосы с масляной смазкой являются наиболее энергоэффективными. Эти насосы подходят для различных промышленных применений, включая лиофилизацию и технологическое проектирование. В качестве герметика и охлаждающей жидкости в этих насосах используется масло, что делает их идеальными для широкого спектра применений. Однако эти насосы очень чувствительны к вибрации.
Другой тип вакуумного насоса — турбомолекулярный насос. Эти насосы имеют несколько ступеней и наклонные лопатки. В отличие от механических насосов, турбомолекулярные насосы откачивают большие площади при более высоких скоростях. Кроме того, они могут создавать сверхвысокий безмасляный вакуум. Также у них нет движущихся частей, что делает их идеальными для работы при высоком вакуумном давлении.

Стоимость вакуумного насоса

Ежегодные затраты на техническое обслуживание вакуумных насосов варьируются от $242 до $337. Энергопотребление вакуумного насоса также является важным фактором, поскольку он потребляет электроэнергию на протяжении всего рабочего цикла. Например, электродвигатель для насоса мощностью 1 л.с. потребляет 0,55 кВт/ч, что эквивалентно 2200 кВт·ч энергии в год.
Затраты на электроэнергию составляют наибольшую часть общей стоимости вакуумного насоса. Обычно они в четыре-пять раз выше первоначальной цены покупки. Поэтому выбор более энергоэффективной системы может снизить общую стоимость владения и продлить срок окупаемости. Для многих клиентов это может составить миллионы долларов.
Вакуумный насос работает за счет сжатия газа, поступающего в камеру. Это выталкивает молекулы газа к выходному отверстию. Затем отработанный газ отводится в атмосферу. Специальная подпружиненная лопатка герметизирует камеру насоса, создавая воздухонепроницаемое уплотнение. Для смазки, охлаждения и герметизации роторов также используются специально разработанные масла.
Вакуумные насосы недешевы, но имеют множество преимуществ перед водяным отсосом. Одним из главных преимуществ вакуумных насосов является их гибкость и надежность. Это проверенное в отрасли решение, существующее уже много лет. Однако первоначальная стоимость вакуумного насоса выше, чем у водяного отсоса.
Если вакуумный насос неожиданно выйдет из строя, затраты на его замену могут быть высокими. Надлежащее техническое обслуживание может продлить срок службы вашей системы и предотвратить незапланированные простои. Однако никто не может предсказать, когда насос выйдет из строя, и если это произойдет, стоимость ремонта может значительно превысить стоимость покупки нового насоса. Поэтому инвестиции в профилактическое техническое обслуживание — это разумное вложение.
Существует множество типов вакуумных насосов, и не все из них подходят для одних и тех же задач. Убедитесь, что вы выбрали насос с необходимой мощностью. Он также должен быть способен работать с различными типами образцов.

Редактор: CX, 19.04.2023