Описание водокольцевого вакуумного насоса: принцип работы, плюсы и минусы

Принцип работы агрегата мембранного вида

Данный вид используется при перекачке растворов воды и жидкостей, которые отличаются различной вязкостью и агрессивностью. Отличается отсутствием двигателя. Лакокрасочная, пищевая, нефтеперерабатывающая промышленность не смогут ни дня обойтись без такого прибора.

Воздух входит сперва в одну камеру, затем в другую, осуществляя центробежный цикл действий, которые затем возвращаются. Золотник клапана перераспределяет среду. Жидкость распределяется в таком порядке: впускной коллектор – рабочая камера – выпускной коллектор.

На вакуумные насосы зачастую распространяется гарантия

Преимущества диафрагменных (мембранных) насосов:

• Обходятся без починки деталей, так как износа не происходит;
• Надежная конструкция простого типа;
• Исключено формирование искр, надежно при работе с горючими;
• При необходимой регулировке следует изменить лишь объем подачи воздуха.

Мембранные приборы похожи на рассмотренный вариант. Примеси не попадают внутрь из-за высокого уровня герметичности устройства. Области, где не допускаются утечки и соблюдается стерильность, применяют их. Это химическая и пищевая индустрия, исследования в лабораториях, медицина, полиграфия. Устройство полностью безопасно и для животных, и для людей, поэтому ими оснащаются доильные аппараты. Привилегиями считаются бесшумность, малое потребление энергии, компактность.

Безмасляный вакуумный насос и его виды

Механические безмасляные вакуумные насосы работаю на принципе сжатия воздуха посредством изменения объема. Они не способны создавать высокий и сверхвысокий вакуум, но имеют ряд преимуществ, которые позволяют использовать их во многих областях промышленности.

Преимущества использования безмасляных вакуумных насосов:

1. Экологичность. Откачиваемая среда на выходе не содержит паров масла.
2. Простота конструкции. Отсутствует маслоотделительный узел и система циркуляции масла.
3. Простота в эксплуатации. Нет необходимости контролировать количество и состояние смазки, следовательно, появляется возможность устанавливать насосы в труднодоступных местах.
4. Высокая производительность. Некоторые виды насосов обладают быстротой действия до 630 куб.м. в час.
5. Возможность откачивать агрессивные, химически активные и вредные смеси. Нет опасности взаимодействия смазки с откачиваемой средой.
6. Стабильность и долговечность.
7. Ремонтопригодность.

Недостатки безмасляных вакуумных насосов:

1. Низкий вакуум. Из-за отсутствия масла нет достаточной герметичности узлов для создания глубокого вакуума.
2. Вибрация и шум. Этим недостатком обладают только некоторые виды безмасляных насосов.

Сухие насосы бывают разных конструкций, приобрести их можно у представителей компаний в Москве. В основном насосы работают по тому же принципу, что и масляные, но из-за отсутствия смазки имеют свои особенности. Например, некоторые сухие насосы оборудованы системой охлаждения, чтобы предотвратить перегрев.

Виды механических безмасляных вакуумных насосов:

1. Безмасляный пластинчато-роторный.
2. Мембранный.
3. Поршневой.
4. Винтовой.
5. Спиральный.

Самые распространенные сухие пластинчато-роторные вакуум-насосы. Это связано с их долговечностью и небольшой стоимостью. Они способны работать при длительных нагрузках без потерь производительности, создавая до 90 мбар. В отличие от масляных, лопатки ротора у них изготавливаются из графитового материала, который устойчив к износу. Долговечность таких лопастей измеряется сроком эксплуатации и составляет 10000-20000 часов, в зависимости от производителя. Работа оборудования с изношенными пластинами приводит к потере герметичности и снижению производительности, поэтому необходим контроль за их состоянием.

Мембранные насосы также имеют высокие показатели надежности, так как в них полностью отсутствуют трущиеся части. Благодаря конструкции, насосы обладают высокой герметичностью и исключают попадание посторонних примесей в откачиваемую среду. Создаваемый вакуум может достигать 65 мбар. Особенность оборудования в том, что насос способен откачивать смеси с абразивными включениями, которые имеют размеры до 6 см.

Поршневые насосы обладают высоким КПД и могут эксплуатироваться длительное время. Оборудование имеет предохранительный клапан, что не дает возможности воздуху выходить обратно. Но оборудование имеет большие габариты и вес, работает с сильной вибрацией, поэтому ему необходимы массивные и надёжные фундаменты.

Большой надежностью при длительной эксплуатации обладают и винтовые насосы. Остаточное разряжение, создаваемое оборудованием достигает 2 мбар, скорость откачивания – 110-630 куб.м. в час. Они хорошо приспособлены к различным условиям работы. Благодаря большой скорости откачивания и экономичности, они легко заменяют пластинчато-роторные насосы.

Спиральный насос может откачивать воздушную среду до 0,05 мбар, имеет небольшие размеры, потребляет мало энергии, но не приспособлен для работы с коррозионными и абразивными средами.

Область применения вакуумных насосов

Вакуум широко применяется в различных технических устройствах. Он позволяет снизить температуру кипения для воды или химических жидкостей, произвести удаление газов из материалов, требующих повышенной однородности состава, создать стерильные условия обработки и хранения. При небольших габаритах и экономичном расходе энергии современные вакуумные насосы позволяют быстро достигать глубокой степени разрежения. Они применяются в самых разных процессах и сферах деятельности:

• в нефтеперерабатывающей и химической промышленности для поддержания необходимых условий протекания реакций и разделения получаемых смесей;
• при дегазации металлов и иных материалов для создания деталей с однородной структурой и отсутствием пор;
• в фармацевтике и текстильной промышленности для быстрой осушки изделий без повышения температуры;
• в пищевой промышленности при расфасовке молока, соков, мясных и рыбных продуктов;
• в процессе вакуумирования холодильного и иного оборудования с повышенными требованиями к отсутствию влаги;
• для нормального функционирования автоматических конвейерных линий, использующих в качестве захватов вакуумные присоски;
• при оборудовании производственных и научно-исследовательских лабораторий;
• в медицине при эксплуатации дыхательных аппаратов и стоматологических кабинетов;
• в полиграфии для фиксации термопленок.

Наши рекомендации

• Производительность работы с ручными шприцами зависит от физических сил и терпения. Довольно утомительно держать гладкий цилиндр одной рукой и изо всех сил тянуть шток поршня другой. Поэтому время перекачки указано примерно. Кстати, надо работать в толстых перчатках: ведь корпус шприца при попадании горячего масла моментально разогревается.
• Электрические насосы нужно сначала смочить небольшой порцией масла. Без этого их самовсасывание недостаточно: не более 10 мм ртутного столба. А вот если подать туда совсем немного любого масла, то насос создаст достаточное разрежение.
• Шприцевые изделия для откачивания масла мы не рекомендуем: и шлангов нет, и пользоваться неудобно.
• Из электрических изделий нормально себя проявил только SAMP 2 GS9222.
• Вакуумные насосы с камерами для накопления масла приводятся мускульной силой, но усилия не так велики, как в шприцах. Можно создать запас разрежения и перемещать конец шланга в поддоне для лучшего удаления остатков масла. Оба вакуумных устройства показали себя хорошо. При этом у «Мастака» запас прочности деталей меньше, чем у его колонноподобного конкурента. Зато «шарик» легче разместить где-нибудь в углу балкона.

Результаты нашей экспертизы относятся к конкретной выборке изделий и не могут служить основанием для суждений обо всей одноименной продукции.

Насосы для замены масла: выбор «За рулем»

Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Насос с жидкостным кольцом имеет рабочее колесо, расположенное эксцентрично по отношению к цилиндрическому корпусу насоса между двумя распределительными пластинами. В этом насосе вакуум создается с помощью жидкости, такой как вода, водно-метанольная смесь или масло. Насос заполнен жидкостью до четверти своего объема. В распределительных пластинах имеются отверстия, обеспечивающие легкую разгрузку и всасывание насоса во время работы.

Когда крыльчатка вращается, жидкость начинает двигаться, создавая вакуум. Движение жидкости инициируется центробежной силой. 

Во время вращения насоса газы всасываются из впускного патрубка, затем сжимаются и выпускаются через напорный патрубок. Благодаря большому количеству лопастей насос работает непрерывно.

2 Популярные модели

На сегодняшний день промышленность предоставляет потребителю огромный выбор водокольцевых устройств. Они отлично выполняют свою работу и устанавливаются для работы в любой отрасли.

2.1 ВВН 3Н

Водокольцевой вакуумный электронасос 3Н предназначен для откачивания паров и газов (неагрессивных к чугуну) для создания вакуума в закрытых механизмах. Для такого устройства газ очищать не надо, а также допускается попадание в прибор жидкости вместе с откачиваемым газом. Рабочая среда насоса 3Н – вода. Используют приборы в нефтяной и химической отрасли, в сельском хозяйстве, в медицине, и на очистных сооружениях.

Проточная часть агрегата изготовлена из стали, а уплотнение вала – сальниковое. Главным достоинством насоса является отсутствие трущихся деталей, что влияет на его долговечность. Насосный аппарат 3Н может быть и во взрывозащитном исполнении. Номинальное давление всасывания – 0,03 МПа.

Двухступенчатый водокольцевой вакуумный насос и его устройство

2.2 ВВН 6.0/0.4

Устройство ВВН 6 применяют, в зависимости от материала изготовления проточной части, для перекачки (создания вакуума) воздуха, агрессивных или инертных газов, которые не растворяются в воде.

Используют агрегаты в химической, металлургической промышленности, а так же в сельском хозяйстве, медицине и строительстве.

Технические характеристики:

• количество жидкости, которая поступает в прибор – 11 л/мин;
• производительность – 6 м3/мин;
• остаточное давление – 0,45 мм. рт. ст.;
• мощность двигателя – 15 кВт;
• частота вращения – 1500 об/мин.

2.3 ВВН2 50 М

Агрегат 50М – горизонтальный водокольцевой вакуумный прибор с сальниковым уплотнением вала. Конструкция устройства состоит из водокольцевого механизма, который соединен с электродвигателем муфтой. Сам водокольцевой механизм состоит из корпуса, рабочего колеса, лобовин и подшипниковых узлов. В конструкцию прибора входит упорный шарикоподшипник.

Насос ВВН2 50 М

Технические характеристики:

• производительность – 52,5 м3/мин;
• давление: начальное – 0,02 МПа, конечное – 0,1013 МПа;
• расход жидкости – 70 м3/с;
• частота вращения – 600 об/мин;
• потребляемая мощность – 70,8 кВт.

2.4 ВВН1 3

Агрегат предназначен для создания вакуума в закрытых аппаратах, которые работают на воде, воздухе, парах, неагрессивных газах и жидкостях. Пользоваться насосом ВВН1 3 12 во взрыво- и пожароопасных помещениях запрещено.

Используют насосные аппараты в целлюлозно-бумажной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

2.5 ВВН1 0 75

Насосом ВВН1 0 75 пользуются для выполнения следующих задач: создание вакуума воздуха, агрессивных либо инертных газов, которые не растворяются в воде. Рабочей средой данного агрегата является вода.

Насос вакуумный типа ВВН1-0,75

Прибор состоит из корпуса, крышки, диска, вала и кронштейна. При движении диска жидкость, завлекаемая лопастями, под влиянием центробежной силы, отбрасывается к краям крышки, образуя кольцо из воды. Между ступицей такого диска и внутренней поверхностью кольца создается пространство, которое обеспечивает всасывание газа.

Технические характеристики:

• количество воды, которая поступает в прибор – 3 л/м;
• производительность – 0,75 м3/мин;
• остаточное давление – 0,75 мм. рт. ст.;
• мощность двигателя – 2,2 кВт;
• частота вращения – 1500 об/мин.

2.6 ВВН 70А

Вакуумный водокольцевой насос ВВН 70А, в основном используют для создания вакуума в доильных установках. Такой агрегат входит в комплектацию насосных станций СН 60А и СН 120.

Технические характеристики:

• производительность(при 48кПа): 60 м3/ч;
• макс. вакуум – 0,80 кг/см2;
• потребляемая мощность – до 4 кВт;
• вес – 35 кг.

2.7 ВВН1 12

ВВН1 12 насосом водокольцевым пользуются в сельскохозяйственной, нефтегазовой, химической, пищевой, табачной и других промышленностях для сушки, дегазации, нагнетания и вытеснения газа либо жидкости.

Насос водокольцевой вакуумный ВВН-1-12

Производительность вакуумного насоса ВВН1 12 составляет 12м3/мин. Устройство уплотнено сальниковой набивкой и весит 461 кг.

Электродвигатель агрегата имеет следующие характеристики:

• мощность – 22 кВт;
• количество оборотов – 1500 об/мин;
• класс – общепромышленный или взрывозащитный.

Как устроен вакуумный насос для откачивания воды

Водяные вакуумные насосы, которые относятся к специальному насосному оборудованию, одинаково успешно могут быть использованы для откачивания воды, газовой среды, а также газа, смешанного с жидкостью. Активно применяется такое оборудование как в различных отраслях промышленности, так и в быту (в частности, такими устройствами оснащаются системы автономного водоснабжения и полива, их применяют для откачивания воды из различных водоемов и ее транспортировки к месту потребления).

Принцип действия вакуумного насоса для воды

Принцип, по которому работает вакуумный насос для воды, заключается в следующем.

• Вода, находящаяся в рабочей камере, захватывается лопатками рабочего колеса и также начинает перемещаться.
• В результате вращения лопаток колеса вместе с жидкостью на последнюю оказывается центробежная сила, что приводит к отталкиванию жидкости к стенкам рабочей камеры.
• В результате протекания вышеописанных процессов в центральной части рабочей камеры создается разрежение воздуха (а фактически вакуум, так как корпус устройства надежно загерметизирован). В данную область рабочей камеры как раз и втягивается газовая или жидкая откачиваемая среда.

Степень герметичности рабочей камеры вакуумного насоса для воды можно регулировать, что позволяет уменьшать или увеличивать давление перекачиваемой среды в напорной магистрали.

Внешне вакуумный водяной насос похож на обычное устройство центробежного типа

Вакуумные насосы для откачки воды, как можно заметить, по конструкции и принципу действия мало чем отличаются от насосных устройств центробежного типа. Между тем имеют такие устройства целый ряд весомых преимуществ.

• Элементы конструкции оборудования обладают высокой прочностью и, соответственно, более высокой надежностью.
• При работе устройство создает низкий уровень шума и вибраций.
• Закачивание и подача воды протекают с высокой скоростью.
• Откачиваемое таким устройством вещество (жидкость, газ, жидкость в смеси с газом) подается в напорную магистраль с более высокой производительностью.
• За счет исключительно качественной герметизации в рабочей камере такого насоса формируется изотермическая среда.

Современные вакуумные насосы данного типа часто оснащаются встроенным грязеотделителем, предотвращающим попадание твердых включений, содержащихся в составе откачиваемой среды, во внутреннюю камеру.

Вакуумный водокольцевой насос ВВН 1-6

Электронасос ВВН 1-6 используется для транспортировки не агрессивных негорючих газов и паров, в составе которых нет твердых включений. Промышленный агрегат с водоотделителем применяют с целью создания неглубокого вакуума (до 40% от атмосферного давления).

Насос применяют в следующих сферах:

• пищевая промышленность – изготовление карамели, дегазация растительных масел, используют при высушивании табака;
• сельское хозяйство – системы полива и орошения, для заполнения систем центробежных электронасосов;
• деревообрабатывающие производства – высушивание вакуумом древесины и прочих пиломатериалов;
• коммунальная сфера и другие.

С подробными характеристиками можно ознакомиться ниже.

Ремонт вакуумного насоса

Ремонт вакуумного насоса – сложный технологический процесс, требующий от специалиста необходимой квалификации и опыта. Следует заметить, что устройства данного типа отличаются высоким ресурсом и надёжностью. Однако, во избежание непредвиденных сбоев и поломок, требуется проведение плановых профилактических осмотров агрегата и замены изношенных деталей.

Распространённые виды неисправностей

Несмотря на надёжность и высокий ресурс вакуумного агрегата, как и любой другой технике, такому насосу требуется уделять внимание, а именно проводить профилактические осмотры, своевременно заменять изношенные детали. Самыми уязвимыми компонентами конструкции являются сальники, шланги и мембраны, поэтому этим деталям следует уделить особое внимание. Корпус же насоса может прослужить многие годы без появления дефектов

Корпус же насоса может прослужить многие годы без появления дефектов.

Наиболее часто встречающимися неисправностями вакуумного насоса являются:

• механический износ эластичных деталей, таких как сальники и мембраны;
• устройство не выключается;
• неравномерная интенсивность потока жидкости;
• самопроизвольное включение насоса;
• агрегат выходит из строя вследствие нехватки масла.

Механический износ деталей

Интенсивная эксплуатация насоса на предельных режимах, старение полимеров, естественное истирание расходных элементов приводит к механическому износу деталей, что приводит к выходу вакуумного насоса из строя.

Расположение мембраны вакуумного насоса.

Большая часть производителей насосного оборудования поставляют с агрегатом специальные ремкомплекты, которые позволяют устранить поломку в кратчайшие сроки, а также отличаются универсальностью. К примеру, в автомобилестроении широко применяется ремкомплект вакуумного насоса Т4 модели, ставший популярным среди автомобилистов благодаря хорошему соотношению цена-качество и надёжности. В состав комплекта входят клапаны насоса, мембрана и различные элементы крепления. Это те детали, которые наиболее подвержены износу при работе устройства, однако также в некоторые ремкомплекты входит помпа.

Проблемы с включением и выключением агрегата

Если насос самопроизвольно включается, можно сделать следующие выводы:

• Неисправен датчик давления – в таком случае требуется его замена, данный элемент не подлежит ремонту;
• при работе оборудования происходит захват воздушной массы – требуется тщательный осмотр системы на предмет нарушения герметичности, а также проверить уровень жидкости там, где происходит её забор;
• нехватка давления в баке – информация о текущем давлении отображается на манометре, который входит в состав изделия;
• требуется замена резиновой мембраны. Определить неисправность можно, нажав на ниппель в заднем отсеке бака – если выходит жидкость, мембрана неисправна.

Как выглядит рабочая мембрана и изношенная.

Плохое качество перекачиваемой жидкости или неотрегулированное реле может вызвать проблему с отключением насоса: неисправное изделие может производить перекачку жидкости, даже не уменьшая производительность, однако не выключаться, когда это требуется.

Производители водокольцевых насосов

Большой спрос на недорогие вакуумные насосы заставил множество производителей заниматься выпуском водокольцевых насосов. Зачастую отечественные разработки не только не уступают по своим характеристикам зарубежным аналогам, но и значительно дешевле.

ООО «Авакс» (г. Санкт-Петербург) выпускает водокольцевые насосы с прямым и ременным приводом. Характеризуются высокой производительностью и надежностью Некоторые модели выполняются во взрывозащищенном исполнении, что позволяет их применять в условиях возможного образования горючих паров.

Германская Sterling SIHI занимается выпуском водокольцевых насосов и компрессоров, а также другого вакуумного оборудования. Компания изготавливает соответствующие любым, даже самым сложным условиям эксплуатации серийные водокольцевые насосы и активно работает на Российском рынке. Постепенное расширение привело к образованию дополнительных производственных мощностей, расположенных во Франции, Испании, Китае.

Компания занимается производством вакуумного оборудования с 1920 года, поэтому широко известна на мировом рынке. При необходимости, компания занимается поиском индивидуальных решений, соответствующих технологическому процессу и гарантирующих надежную и безотказную работу.

Датская компания Samson pumbs занимается производством водокольцевых насосов, применяемых на передвижных автомобильных платформах. В этой сфере они являются лидерами и добились максимального качества продукции. Особенностью оборудования, производимого компанией, является возможность работы с газами высоких температур.

Вакуумные водокольцевые насосы Nash преимущественно используются в нефтяной промышленности, поэтому оборудование, производимое компанией, обладает непревзойденной надежностью и безопасностью. Хорошая продуманная система защиты от возгораний, взрывозащитные исполнения и другие, повышающие безопасность эксплуатации свойства активно реализуются и совершенствуются во всем спектре продукции, выпускаемой компанией.

Внешний вид одного из водокольцевых вакуумных насосов

Области применения вакуумного оборудования

Изобретение агрегатов для вакуумирования позволило человеку решить массу проблем. Сегодня вакуумные насосы успешно используются во многих сферах, среди которых можно выделить:

• Защита окружающей среды – для этого применяются приборы с очистным фильтром и контейнерами. Они отличаются компактностью и низким уровнем шума;
• Полиграфия – в этой сфере применяется водоструйный насос, помогающий при копировании, сканировании и подготовке изображений;
• Пищевая промышленность – в этой области промышленные насосы эксплуатируются для подготовки фруктов, овощей и мясных изделий, а также для их дальнейшей расфасовки по вакуумным контейнерам;
• Медицина – в этой отрасли применяются мини-вакуумные приборы и трубки для дыхательных путей и откачивания крови;
• Химическая промышленность – здесь форвакуумный насос используется для сжатия газов, а также перегонки веществ и продуктов их распада;
• В хозяйстве – в этой отрасли используется фекальный вакуумный насос, который быстро справиться с очисткой выгребных ям и других резервуаров с нечистотами.
• В спасательных службах – в этой области используется шиберный насос, обладающий высокой мощностью и сравнительно крупными габаритами. Он позволяет выкачивать воду для обслуживания автомобилей, применяемых для пожаротушения.

Вакуумные насосы также нередко используются в строительстве, фармакологии и на нефтедобывающем производстве. Они выкачивают газообразные вещества, очищая основной продукт от посторонних примесей.

Какое разряжение создает вакуумный насос

Основной принцип вакуумного насоса любого типа – это вытеснение. Он одинаковый у всех вакуумных насосов любого размера и любого способа применения.

Другими словами, принцип действия вакуумного насоса сводится к удалению газовой смеси, пара, воздуха из рабочей камеры.

В процессе вытеснения изменяется давление, и молекулы газа перетекают в требуемом направлении.

Навигация:

Два важных условия, которые должен выполнить насос – это создать вакуум определенной глубины, откачав газовую среду из необходимого пространства и сделать это в течении заданного времени.

Если какое-то из этих условий не выполняется, то приходится подключать дополнительный вакуумный насос. Так, в случае необеспечения требуемого давления, но за нужный промежуток времени, подключается форвакуумный насос.

Он дополнительно снижает давление, чтобы выполнились все необходимые условия. Этот принцип работы вакуумного насоса подобен последовательному подключению.

И наоборот, если не обеспечивается скорость откачки, но при этом достигается нужная величина вакуума, то потребуется другой насос, который поможет достичь необходимый вакуум быстрее. Такой принцип работы вакуумного насоса схож с параллельным подключением.

Примечание. Глубина вакуума, создаваемого вакуумным насосом зависит от герметичности рабочего пространства, которое создают элементы насоса.

Чтобы создать хорошую герметичность рабочего пространства применяется специальное масло. Оно уплотняет зазоры и полностью их перекрывает. Вакуумный насос, имеющий такое устройство и принцип действия называется масляным.

Если принцип вакуумного насоса не предусматривает использование масла, то он называется сухим. Преимуществом в использовании пользуются сухие вакуумные насосы, так как они не требуют обслуживания с заменой масла и так далее.

Кроме вакуумных насосов промышленного назначения, широкое применение получили небольшие насосы, которые можно использовать в домашних условиях.

К ним относится ручной вакуумный насос для перекачки воды из скважин, водоемов, бассейнов и прочего. Принцип работы ручного вакуумного насоса разный, все зависит от его типа.

Различаются такие виды ручных вакуумных насосов:

1. Поршневой.
2. Штанговый.
3. Крыльчатый.
4. Мембранный.
5. Глубинный.
6. Гидравлический.

Поршневой вакуумный насос работает за счет движения внутри него поршня с клапанами в середину корпуса. В результате давление уменьшается, и вода через нижний клапан поднимается вверх пока ручка поршня опускается вниз.

Штанговый вакуумный насос похож по принципу действия на поршневой, только роль поршня в корпусе выполняет очень вытянутая штанга.

Крыльчатый вакуумный насос имеет совсем другой принцип действия. Давление в рабочей камере насоса создается за счет движения рабочего колеса с лопастями (крыльчатка). При этом вода поднимается по стенке камеры, это повышает давление и, вода выплескивается наружу.

Более сложной конструкции является роторный вакуумный насос.

Но эта сложность компенсируется тем, что в возможности насоса входит перекачка не только воды, но и более тяжелых масляных жидкостей.