Вакуум-насосы, устройство и принцип действия

Вакуум-насосами называются машины, которые откачивают воздух или газ из производственной емкости с давлением ниже атмосферного и, сжимая его, выталкивают в атмосферу. По принципу действия все вакуум-насосы можно разделить на следующие основные типы:

1. Объемные насосы, действие которых основано на увеличении объема.
2. Молекулярные насосы, принцип действия которых основан на захватывании молекул газа движущейся поверхностью.
3. Эжекторные и диффузионные насосы. Действие их основано на захвате частиц газа струей пара.
4. Водоструйные насосы, действие которых основано на захватывании молекул газа струей воды.
5. Ионные насосы, принцип действия которых основан на увеличении заряженных частиц газа силами электрического поля.
В нижеприведенной таблице приведены основные параметры вакуум-насосов, выпускаемых промышленностью.


Поршневые вакуум-насосы находят широкое применение в химической промышленности в тех процессах, где требуется давление порядка 5 - 100 мм рт. ст. Эти насосы надежны в работе и просты в обслуживании и могут откачивать газы, содержащие капельную жидкость.



Вращательные масляные насосы также довольно широко распространены в химической промышленности. Они применяются в тех случаях, когда необходимо создать давление порядка 0,5 - 0,001 мм. рт. ст. Эти насосы могут использоваться и в качестве форвакуумных и для откачки больших объемов воздуха от атмосферного давления. Эти насосы могут применяться и в таких химических процессах, как сушка, дистилляция и др. В этом случае насос имеет специальное газобалластное устройство. Вращательные масляные насосы требуют более тщательного ухода и не допускают попадания воды, водорастворимых кислот и щелочей в рабочую камеру насоса.

Вращательные вакуум-насосы со скользящими пластинами применяются в основном для удаления основной массы воздуха или газа из производственных емкостей больших объемов, а также для создания централизованных систем предварительного разрежения на предприятиях химической промышленности. Вращательные вакуум-насосы с жидкостным поршнем широко распространены в химической промышленности. Эти насосы отличаются простотой устройства и обслуживания, долговечностью, могут применяться во всех процессах химической технологии, где требуется давление порядка 25-600 мм рт. ст. Они незаменимы в случае сжатия газов, не допускающих соприкосновения со смазкой, воспламеняющихся при низкой температуре или легком искрообразовании и для других специальных условий.

Пароэжекторные вакуум-насосы в основном используются в тех химических производствах, где необходимо давление порядка 1-100 мм рт. ст. Насосы этого типа находят все большее применение в химической промышленности. Отличительной особенностью этих насосов является то, что в них нет движущихся частей и основным рабочим механизмом является струя пара.

Диффузионные вакуум-насосы, в которых рабочим механизмом является струя паров ртути или масла, применяются в основном в лабораторной практике для получения давления порядка 2x10-6 — 3x10-7 мм. рт. ст. Эти насосы могут работать при давлении предварительного вакуума порядка 1 мм. рт. ст.

Таблица Основные параметры отечественных вакуум-насосов:

Тип вакуум-насоса	Предельный вакуум мм. рт. ст.	Скорость откачки в л/сек при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 20° С
Поршневые с клапанным распределением ВНК	35 - 70	8 - 4000
Поршневые с принудительным распределением, одноступенчатые ВНП То же, двухступенчатые	5 - 35 0,3 - 5	12 - 800 12 - 400
Вращательные масляные насосы ВН	0,01 - 0,001	0,2 - 155
Вращательные со скользящими пластинами РВН	10 - 25	100 - 1500
Вращательные с жидкостным поршнем: КВН РМК ВВН	620 70 - 100 15 - 110	6,5 - 13 60 - 500 12 - 800
Пароэжекторные вакуум-насосы (в зависимости от числа ступеней)	1 - 100	1,0 - 600 кг/ч
Диффузионные вакуум-насосы: паромасляные парортутные	2x10-6 — 5x10-6 1x10-7 — 3x10-7	5 - 3200 10 - 1500
Двухроторные бессмазочные двн	0,005	500 - 1500
Ионные насосы	1x10-6 — 3x10-8	35 - 20000

Разработаны и применяются так называемые ионные насосы. Они отличаются тем, что для своей работы не требуют применения какой-либо рабочей жидкости. Эти насосы находят применение только при исследовательских работах и позволяют создавать давление порядка 1x10-6 — 3x10-8 мм. рт. ст.

Каждый вакуум-насос характеризуется следующими основными параметрами:
1) начальное давление - давление, при котором насос начинает нормально работать. Такое давление должно быть создано у выхода насоса и называется предварительным вакуумом;
2) рабочее давление - давление у входа насоса при данных условиях его работы;
3) конечное (предельное) давление - давление, которое можно получить при помощи вакуум-насоса в плотно закрытой и не выделяющей газов или паров эвакуируемой производственной емкости;
4) быстрота откачки вакуум-насоса - объем газа, который поступает в единицу времени из трубопровода в вакуум-насос при данном давлении у входа в насос.

Помимо основных параметров вакуум-насосов, существуют еще и дополнительные: потребляемая мощность электродвигателя, число оборотов, количество заливаемой рабочей жидкости, расход охлаждающей воды, размеры насоса, число ступеней откачки и т. д.

Источник: Агроводоком