Принцип роботи вакуумного насоса, пристрій і особливості

Вакуумний насос, пристрій, принцип роботи якого будуть описані нижче, являє собою обладнання, яке використовується для відкачування і видалення парів або газів до заданого рівня тиску. Останній ще називається сантехнічним вакуумом. Розвиток вакуумної техніки стартує в 1643 році. Тоді вперше було виміряно атмосферний тиск. У другій половині XIX століття людство вступило в технологічний етап створення вакуумної техніки і приладів. Це було пов'язано з виникненням ртутно-поршневого насоса, що відбулося в 1862 році.

Принцип роботи

Принцип роботи вакуумного насоса полягає в тому, що відкачування забезпечується зміною обсягу робочої камери. Такі об'ємні насоси застосовуються для отримання попередньої розрядки, який називається форвакуумом. Сюди слід віднести насоси:

ротаційні;

рідинно-кільцеві;

поршневі.

Найбільшу популярність у вакуумній техніці отримали насоси обертального типу. Якщо ж мова йде про високо-вакуумних насосах, то до них слід віднести турбомолекулярні, пароструминні та паромасляные насоси. Молекулярні проводять відкачування за рахунок передачі молекулами газу руху від твердої, пароподібної або рідкої поверхні, остання з яких рухається з високою швидкістю. До них відносяться ежекторні, водоструминні, дифузійні, молекулярні пристрої з однаковим напрямком руху поверхонь і молекул газу. До того ж класу можна віднести турбомолекулярні агрегати, у яких рух твердих поверхонь закачуваного газу відбувається взаємно-перпендикулярно.

Додатково про особливості роботи

Якщо вас зацікавив принцип роботи вакуумного насоса, то слід ознайомитися з цією темою більш докладно. Цей процес не настільки легкий, яким може здатися на перший погляд. Слід почати з того, що аналіз внутрішнього пристрою таких агрегатів, що створюють вакуум, вказує, що майже всі пристрої даного типу функціонують за принципом витіснення, що можна порівняти з принципом дії об'ємних насосів. Вони використовуються для відкачування продуктів розпаду різних сумішей і води. Створюється вакуум, а вірніше його величина, що залежить від герметичності простору, яка виникає внаслідок роботи механізмів насоса, серед них слід виділити:

колеса;

спеціальні пластини;

золотники.

Принцип роботи вакуумного насоса зводиться до того, що агрегат повинен виконати дві умови, перше з них виражено в пониженні тиску в замкнутому просторі, тоді як друге полягає у виконанні попереднього умови за певний проміжок часу. При цьому важливо, щоб послідовність умов була збережена. Коли газова середовище буде вобрана обладнанням, а тиск не виявиться знижений до потрібної величини, то потрібно використання форвакуумного апарату. Це, в свою чергу, знизить тиск газового середовища. Даний принцип передбачає можливість послідовного приєднання насосів. Принцип роботи вакуумного насоса повинен передбачати використання вакуумного масла, що виключає газові витоку через зазори тертьових деталей. Завдяки використанню олії, є можливість ущільнити і повністю перекрити зазори. Це масло виступає в якості відмінного мастильного кошти.

Пристрій насоса Рутса

Принцип роботи вакуумного роторного насоса був описаний вище, а от інформацію про його пристрої ви зможете знайти в цьому розділі. Згадані насоси можна віднести до категорії витісняють роторних вакуумних насосів, які працюють на сухому ходу. Серед основних складових обладнання слід виділити:

двигун;

випускний патрубок;

лабіринтові ущільнення;

перепускний клапан;

індикатор рівня масла;

нерухомий підшипник;

вільний підшипник;

камеру всмоктування;

відведення масла;

випускний канал.

На двох бокових поверхнях розташовані підшипники вала ротора. Для того щоб забезпечити нерівномірне теплове розширення між поршнем і корпусом, вони сконструйовані в якості нерухомих підшипників і внутрішніх ущільнювальних кілець з різних сторін. Підшипники обробляються маслом, яке нагнітається з бризковиків. Привідний вал виводиться назовні і ізолюється кільцями радіаторного валу. Кільця виконуються з фторкаучуку, а після змащуються ущільнюючим мастилом. Кільця, розташовані на рукаві, необхідні для захисту валу, їх, до речі, при необхідності можна замінити. Якщо зовні необхідно герметичне ущільнення, то обладнання можна привести в рух з допомогою муфти зі склянкою і магнітами.

ВВН і принцип його функціонування

Принцип роботи вакуумного насоса ВВН теж заснований на створенні середовища для відсмоктування парів і газів. В якості головного вузла таких пристроїв виступає круглий барабан, в якому знаходиться ротор з лопатками. Коли ротор починає обертатися, вода притискається до стінок барабана під дією відцентрової сили. Внаслідок цього утворюється кільце. Ротор знаходиться в стороні від центру, завдяки цьому під ним утворюється порожнина, яка розділена на клітинки різного обсягу. Коли комірка знаходиться на краю порожнини, вона володіє незначним обсягом, що називається всмоктуючим вікном. Однак при обертанні обсяг зростає, і в цій кондиції відбувається засмоктування газу. Обсяг стає максимальним, а ротор робить ще одне коло. З цього зрозуміло, що принцип роботи в цьому випадку заснований на відцентровій силі.

Принцип функціонування вакуумного насоса для двигуна

Принцип роботи вакуумного насоса дизеля може зацікавити автолюбителя. Якщо проводити порівняння з бензиновими двигунами, де є дросельна заслінка і можливість створення розрядження для використання з різними цілями, у дизельному двигуні немає дросельної заслінки, як і описана вище можливості. Тому в дизельних моторах для створення розрядження використовується насос. Він доповнено ексцентрично встановленим ротором з переміщається пластмасовою лопаттю, що розділяє порожнину на дві частини.

Додаткові нюанси

Коли відбувається обертання ротора і переміщення в ньому лопаті, одна частина порожнини збільшується в об'ємі, тоді як інша – зменшується. Забір повітря з вакуумної системи відбувається на одній стороні всмоктування, а після повітря витісняється через канал. Він використовується для охолодження вузлів конструкції. Масло подається через канал, що йде уздовж головки циліндра, а після надходить до насоса. Використовується олія не лише для змащування, але і для ущільнення лопаті в робочій порожнині. Привід здійснюється від колінчастого і розподільного валу, в останньому випадку насос поєднується з паливопідкачувальний насос системи.

Принцип дії водяного насоса

Принцип роботи вакуумного насоса для води полягає в процесі витіснення. При роботі відкачування води здійснюється в результаті зміни параметрів робочої камери. Обсяг вакууму пов'язаний з рівнем герметичності робочого простору, яке регулюється, що дозволяє знизити або збільшити тиск в певному місці до потрібної величини. Водяний вакуумний насос, принцип роботи якого може зацікавити споживача, як правило, має циліндричну форму. Всередині розташовується імпелер або вал з колесом, що володіє спеціальними лопатками. Імпелер виступає в якості основного елемента. Колесо обертається в корпусі, який заповнений робочою рідиною. В результаті обертальних рухів лопаті захоплюють воду, яка розтікається по стінках. Виникає відцентрова сила, що провокує появу кільця з рідини. Всередині утворюється вільний простір, який називається вакуумом.

Особливості вакуумного насоса

Водяні насоси вакуумні володіють певними особливостями, серед них слід виділити:

незначний рівень шуму і вібрації;

високу продуктивність;

високу міцність конструкції;

хорошу швидкість подачі і закачування води;

великий тиск запуску;

екологічність.

Додатковою особливістю можна виділити ізотермічну герметизацію. Агрегат чудово справляється з відкачуванням газів і парів, а також здатний відводити рідини, роблячи це одночасно. Досить часто таке обладнання має вбудований грязеотделитель.

Принцип роботи пластинчастого роторного насоса

Пластинчато-роторні вакуумні насоси, принцип роботи яких полягає в вытесняющем дії, являє собою обладнання з масляним ущільненням. Система має у складі:

корпус;

лопаті;

позацентрово встановлений ротор;

вхід і вихід.

Масляне ущільнення встановлюється на випускний клапан, який розроблений за подобою вакуумного запобіжного клапана. У процесі роботи він знаходиться у відкритому стані. Робоча камера розташовується всередині корпусу, а лопаті ротора камеру розділяють на два відсіки, різні за обсягом. Як тільки пристрій буде включено, газ надійде в розширює камеру, поки його не перекриє другий лопатою.

Що ще слід знати про роботу роторного насоса

Газ всередині стискається, поки не буде відкритий випускний клапан під тиском. Якщо застосовується газовий баласт, то відкривається зовнішній отвір, крізь яке газ випускається в камеру всмоктування, розташовану на передній стороні. Таке обладнання має ще другу назву – вакуумний насос масляний, принцип роботи цього пристрою був описаний вище. В якості робочої рідини виступає масло, яке виконує кілька функцій. Воно змащує рухомі частини і заповнює простір під випускним клапаном. Заповнюються маслом і вузькі проміжки між виходом і входом. Робоча рідина ущільнює зазор між робочою камерою і лопатями, забезпечуючи оптимальне рівновагу температури за рахунок теплообміну.

Висновок

Вакуумні насоси можна класифікувати ще й за фізичним принципам роботи на газосвязывающие і газопереносные. Останні транспортують частинки або робочий об'єм. Деякі різновиди вакуумних насосів припускають молекулярне протягом стерпного речовини, інші – ламінарна. Якщо ж мова йде про механічні насоси, то їх можна підрозділити на молекулярні та об'ємні.