В переводе с латинского “Вакуум” означает пустоту. Философский этап развития вакуумной техники опустим, ибо он примитивен.
Началом научного этапа в развитии вакуумной техники можно считать 1643 г, когда Торричелли впервые измерил атмосферное давление. В 1672 году Отто фон Герике изобретает механический поршневой насос с водяным уплотнителем. Изучалось поведение различных систем и живых организмов в вакууме.
Наконец, в 80-х годах 19 в. Человечество шагнуло в технологический этап создания вакуумных приборов и техники. Это было связано с открытием А.Н. Лодыгиным электрической лампы накаливания с угольным электродом (1873) и открытием Т.А. Эдисоном термоэлектронной эмиссии (1883).
Начинают изобретаться такие вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Дж. Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913); манометры: компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой (М. Пирани, 1909), ионизационный (О. Бакли, 1916).
В СССР становление вакуумной техники началось с организации вакуумной лаборатории на ленинградском заводе “Светлана”. Началось бурной развитие электроники и новых методов физики.
Виды вакуумных насосов, Пластинчато-роторные насосы с масляным уплотнением
Насос этого типа состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого эксцентрично вращается ротор, в котором имеются пазы, и в них возвратно-поступательно движутся пластины.
При вращении ротора пластины под действием центробежной силы прижимаются к стенкам цилиндрической камеры и, уплотняясь масляной плёнкой, делят пространство на отдельные рабочие ячейки. На угле поворота ротора, при котором объём рабочих ячеек увеличивается, они соединяются со всасывающим патрубком и происходит всасывание. Затем рабочие ячейки отсоединяются от всасывающего патрубка, объём их уменьшается, и в них происходит сжатие откачиваемого газа. На определённом угле поворота ротора ячейки соединяются с нагнететельным патрубком, и благодаря уменьшению объёма рабочих ячеек газ из них выбрасывается в нагнетательный патрубок.
Для уменьшения влияния на производительность пластинчато-роторного вакуумного насоса переноса газа со стороны нагнетания на сторону всасывания в защемлённом объёме, в нижней части цилиндрического корпуса и торцевых крышках выполнен ряд отверстий. Через эти отверстия сжатый газ из защемлённого объёма по кольцевым каналам перепускается в рабочую ячейку, в которой начался процесс сжатия.
В полость сжатия для смазки трущихся деталей и уплотнения зазоров подаётся масло через трубопроводы. Для уплотнения торцевых зазоров применяются уплотнительные кольца, которые прижимаются к торцовым крышкам пружиной. Уплотнение вала осуществляется торцовым сальником.
История развития вакуумной техники
... ионизационного манометра и Альперта (1952) по созданию ионизационного манометра с осевым коллектором расширили диапазон рабочих давлений вакуумной техники еще на три-четыре порядка в ... изобретены широко применяемые в настоящее время вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Д. Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913). Аналогичные успехи были достигнуты ...
Для получения остаточного давления порядка 10 -3 мм.рт.ст. применяются двухступенчатые . Все зазоры и вредные объёмы заполнены и уплотнены вакуумным маслом.
^
Принцип работы такой же, как и у пластинчато-роторных маслоуплотняемых насосов за исключением того, что они работают без применения смазок.
Чаще всего насосы данного типа используют там, где достаточно неглубокого вакуума (100-200 мбар).
К основным их достоинcтвам можно отнести экологичность применения.
^
Водокольцевые вакуумные насосы предназначены для создания вакуума в насосах или в других аппаратах. Они также могут быть использованы как для создания невысокого напора (3—22 м) при использовании сжатого воздуха в технологическом процессе очистки ВОДЫ.
Спроектированы водокольцевые насосы по очень простой схеме. Вал рабочего колеса установлен эксцентрично в цилиндрическом корпусе насоса. Перед пуском корпус насоса заполняется водой примерно до оси вала. При вращении лопасти рабочего колеса захватывают воду, и под действием центробежных сил она отбрасывается к стенкам корпуса насоса, образуя концентрическое водяное кольцо. В верхней точке корпуса, где лопасть рабочего колеса соприкасается с корпусом насоса, нижняя граница водяного кольца соприкасается со ступицей рабочего колеса, а в диаметрально противоположной точке водяное кольцо максимально удалено от ступицы колеса, и погруженными в воду остаются лишь концы лопаток. Образовавшееся серповидное пространство между втулкой рабочего колеса и водяным кольцом и является рабочей полостью. Эта полость разделена лопатками рабочего колеса на отдельные ячейки
При вращении рабочего колеса (по ходу часовой стрелки) объемы ячеек в зоне всасывания увеличиваются и создается вакуум. Под действием вакуума воздух по входному патрубку через всасывающее окно поступает в рабочую полость. При дальнейшем вращении рабочего колеса объемы ячеек в зоне нагнетания уменьшаются, воздух в них сжимается и через нагнетательное окно по выходному патрубку подается в воздухосборник или выбрасывается в атмосферу.
Для поддержания постоянного объема водяного кольца и для отвода тепла, образующегося при сжатии воздуха и трении уплотнителей, В корпус насоса непрерывно подается вода из водопровода или из циркуляционного бачка.
Охлаждающая вода вводится в корпус насоса через полость гидравлического затвора сальника в месте максимального выхода лопаток колеса из водяного кольца. Расход охлаждающей воды составляет для насосов типов ВВН и ВК 0,07-1 л/с, а для насосов типа РМК 0,5-2 л/с. Чтобы избежать износа торцов крышек и корпуса насоса, охлаждающая вода должна быть чистой, без механических примесей.
При применении вакуум-насоса для заливки насосов, перекачивающих загрязненные жидкости, необходимо устанавливать предохранительный бак для устранения возможности попадания загрязненной воды в водокольцевой насос.
«Пожарно-спасательная техника» : Центробежные насосы
... осуществляется уплотнениями торцового типа. Элементы этих уплотнений изготовлены из силицированного графита. Этот материал характеризуется высокой износостойкостью и, следовательно, обеспечивает долговечность уплотнений. Уплотнения рабочих колес пожарных насосов могут быть ...
Водокольцевые насосы выпускаются следующих типов: ВВН—водокольцевой вакуум-насос; В К—водокольцевой компрессор; ДВК—водокольцевой вакуум-насос двойного действия. Выпуск водокольцевых насосов РМК прекращен (ротационные машины, компрессоры), но они еще широко применяются на очистных сооружениях. Подача насосов составляет 6,6—450 л/с (0,4—27 м3/мин) при температуре воздуха перед всасывающим патрубком 20 °С и при температуре воды, поступающей в водокольцевой насос, 15 °С, максимальный вакуум — 80—97%, максимальный напор — 3—22 м, напор перед всасывающим патрубком — Юм.
^
Насосы данного типа состоят из корпуса, в котором вращаются два одинаковых по профилю ротора, двух торцовых крышек, подшипников, синхронизирующей передачи и сальников. Откачка и сжатие газа происходят вследствие заполнения газом образуемой в вакуумном насосе рабочей камеры, которая переносится без сжатия из полости всасывания в полость нагнетания. После сообщения рабочей камеры с нагнетанием давление в ней возрастает за счёт газа, перетекающего из нагнетательного окна.
Основные достоинства двухроторных вакуумных насосов: большая производительность, отсутствие масла в сжимаемом газе, полная уравновешенность, быстроходность, равномерность откачки газа, надёжность и долговечность.
К недостаткам насосов данного типа относятся: небольшая степень повышения давления, несовершенство процесса сжатия, более высокая температура газа на нагнетании и высокий уровень шума.
Быстрота действия насосов Рутса находится в пределах от 0,3 до 28000 л/с. Роторы типа Рутс имеют две-три лопасти, как правило, прямозубые. Зазор между роторами и корпусом не превышает 0,0015…0,0025 наружного радиуса ротора, а между роторами и торцовыми крышками зазор выполняется приблизительно в 1,5 раза больше.
^
В мембранных вакуумных насосах осуществляется безмасляная откачка газа вследствие изменения объёма, описываемого мембраной. Прогиб мембраны ограничивается краевыми креплениями и ходом толкателя. В небольших мембранных насосах (микронасосах) привод мембраны может осуществляться через шток от кривошипно-шатунного механизма, а в крупных — гидравлическим способом от специального поршневого насоса. Газораспределение — клапанное.
С увеличением прогиба мембраны возрастает объёмная производительность насоса, но снижается долговечность работы. Кроме того, к недостаткам мембранных вакуумных насосов можно отнести тихоходность и большую металлоёмкость.
Если необходимо перекачивать химически активные газы или смеси с помощью мембранных вакуумных насосов, то необходимы насосы в химостойком исполнении: на все детали, соприкасающиеся с перекачиваемым газом, нанесено химостойкое покрытие, мембрана выполнена из специального каучука.
^
Данные насосы предусмотрены на безмасляного получение вакуума в производстве и лабораториях. Они могут использоваться как отдельно, так и в комбинации с другими насосами.
Специальное химостойкое покрытие обеспечивает беспрепятственное использование для перекачки химически активных газов.
Насосы обладают газобалластным устройством, которое позволяет перекачку паров до определённого давления всасывания. Если всё же внутри насоса образуется конденсат, эта проблема решается с помощью вертикального монтажа насоса. Они специально спроектированы для применения в областях, где образуется конденсат.
Проектирование фаршемешалки для производства колбас
... элементы. фаршемешалка пищевая промышленность кинематические Состояние вопроса Общие сведения Перемешиванием называется процесс получения однородных систем. Потребность в перемешивании возникает в производстве в ... смесителя, движения перемешиваемой массы и пропуска ее через сопла, дезинтеграторы, дисмембраторы, насосы и пр. называется механическим; перемешивание сжатым воздухом, паром или инертным ...
Не имеют обратной диффузии частичек масла из насоса во всасывающий трубопровод и, соответственно, в вакуумную аппаратуру.
Микронасосы
Микронасосы — это по сути и принципу действия обыкновенные насосы, только невысокой производительности и малых габаритов. Микронасосы могут относиться к следующим типам насосов: мембранные, пластинчато-роторные и поршневые. Все они работают без применения смазок и находят себе очень широкое применения.
^
Эти насосы работают на безмасляной основе с регулируемым приводом благодаря частотному преобразователю. Встроенное регулирование числа оборотов двигателя обеспечивает его энергоэкономичное использование в зависимости от потребностей. Всасываемый воздух при этом всегда остаётся уравновешенным (нет пульсаций).
Преимущества винтовых вакуум-насосов:
-
отсутствие промежуточных конденсаторов;
-
энергоэкономичность;
-
отсутствие загрязнения продукции;
-
отсутствие маслопотребления;
-
не требует много места.
Турбомолекулярные насосы
Действие турбомолекулярного вакуумного насоса основано на сообщении молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости в направлении их движения вращающимся ротором. Ротор состоит из системы дисков.
Возможны два вида расположения вала: горизонтальное и вертикальное. Явное достоинство насосов с вертикальным валом — предельная компактность и лёгкость благодаря естественному расположению первой решётки — роторного диска непосредственно у разъёма входного фланца, а двигателя — внутри полого ротора. В тоже время насос с горизонтальным валом имеет лучшую ремонтоспособность, поскольку подверженные износу подшипники в нём легко доступны и могут быть легко заменены без разборки насоса.
Самый сложный, точный и дорогой узел — ротор — нуждается в тщательной динамической балансировке. Точность балансировки зависит от массы ротора и обратна пропорциональна квадрату рабочей частоты его вращения. Недостаточная балансировка ротора приводит к опасным для работы вакуумных приборов вибрациям, нагрузкам на подшипники и досрочному выходу насоса из строя.
Не менее важными узлами являются опорные устройства. Требование продолжительной работы при высоких частотах вращения с учётом размещения подшипников в вакууме выполнимо только при применении подшипников самой высокой точности и быстроходности. Особые трудности представляет подбор радиально-упорных подшипников. Однако одной точности и лёгкости подшипников недостаточно. В связи с наличием кроме исходного дебаланса неидеальной жёсткости деталей, собственной частоты колебаний вала и лопаток, несимметрии электромагнитного поля двигателя, зазоров и износа в подшипниках необходим подбор характеристик упругости обойм, в которые устанавливаются подшипники. Применяются обоймы в виде тонкостенных разрезных пружинных втулок.
^
По сути это то же, что и пароструйный вакуумный насос. Откачивающее действие паромасляного диффузионного вакуумного насоса основано на диффузии молекул откачиваемого газа в струю пара рабочего вещества (ртуть, масло).
Применения вакуума в науке и технике
Техническое применение вакуума непрерывно расширяется, но с конца прошлого века и до сих пор наиболее важным его применением остается электронная техника. В электровакуумных приборах вакуум является конструктивным элементом и обязательным условием их функционирования в течение всего срока службы. Низкий и средний вакуум используется в осветительных приборах и газоразрядных устройствах.
Высокий вакуум — в приемно-усилительных и генераторных лампах. Наиболее высокие требования к вакууму предъявляются при производстве электронно-лучевых трубок и сверхвысокочастотных приборов. Для работы полупроводникового прибора вакуум не требуется, но в процессе его изготовления широко используется вакуумная технология.
Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения тонких пленок, ионного травления, электронолитографии обеспечивают получение элементов электронных схем субмикронных размеров.
В металлургии плавка и переплав металлов в вакууме освобождает их от растворенных газов, благодаря чему они приобретают высокую механическую прочность, пластичность и вязкость. Плавкой в вакууме получают безуглеродистые сорта железа для электродвигателей, высокоэлектропроводную медь, магний, кальций, тантал, платину, титан, цирконий, бериллий, редкие металлы и их сплавы.
В производстве высококачественных сталей широко применяется вакуумирование. Спекание в вакууме порошков тугоплавких металлов, таких, как вольфрам и молибден, является одним из основных технологических процессов порошковой металлургии. Сверхчистые вещества, полупроводники, диэлектрики изготавливаются в вакуумных кристаллизационных установках. Сплавы с любым соотношением компонентов могут бить получены методами вакуумной молекулярной эпитаксии.
Искусственные кристаллы алмаза, рубина, сапфира получают в вакуумных установках. Диффузионная сварка в вакууме позволяет получать неразъемные герметичные соединения материалов с сильно различающимися температурами плавления. Таким способом соединяют керамику с металлом, сталь с алюминием и т. д. Высококачественное соединение материалов с однородными свойствами обеспечивает электронно-лучевая сварка в вакууме.
В машиностроении вакуум применяется при исследованиях процессов схватывания материалов и сухого трения, для нанесения упрочняющих покрытий на режущий инструмент и износо-стойких покрытий на детали машин, захвата и транспортирования деталей в автоматах и автоматических линиях.
Химическая промышленность применяет вакуумные сушильные аппараты при выпуске синтетических волокон, полиамидов, аминопластов, полиэтилена, органических растворителей. Вакуум-фильтры используются при производстве целлюлозы, бумаги, смазочных масел. В производстве красителей и удобрений применяются кристаллизационные вакуумные аппараты.
В электротехнической промышленности вакуумная пропитка как самый экономичный метод широко распространена в производстве трансформаторов, электродвигателей, конденсаторов и кабелей. Повышаются срок службы и надежность при работе в вакууме переключающих электрических аппаратов.
Оптическая промышленность при производстве оптических и
бытовых зеркал перешла с химического серебрения на вакуумное алюминирование. Просветленная оптика, защитные слои и интерференционные фильтры получают напылением тонких слоев в вакууме.
В пищевой промышленности для длительного хранения и консервирования пищевых продуктов используют вакуумную сушку вымораживанием. Расфасовка скоропортящихся продуктов, осуществляемая в вакууме, удлиняет сроки хранения фруктов и овощей. Вакуумное выпаривание применяется при производстве сахара, опреснении морской воды, солеварении.
В сельском хозяйстве широко распространены вакуумные доильные аппараты. В быту пылесос стал нашим незаменимым помощником.
На транспорте вакуум используется для подачи топлива в карбюраторах, в вакуумных усилителях тормозных систем автомобилей. Имитация космического пространства в условиях земной атмосферы необходима для испытания искусственных спутников и ракет.
В медицине вакуум применяется для сохранения гормонов, лечебных сывороток, витаминов, при получении антибиотиков, анатомических и бактериологических препаратов.
Классификация вакуумных насосов, Форвакуумный насос
^
|
^ |
||
|
Robuschi Spa. — итальянская компания основанная в 1941 году. Основные направления деятельности компании: производство и разработка водокольцевых вакуумных насосов, водокольцевых компрессоров и систем на их основе, воздуходувок и вакуумных насосов типа Рут, центробежных жидкостных насосов различных типов. Компания имеет подразделения в более чем 30-ти странах и занимает лидирующие позиции на европейском рынке. Эксклюзивный дилер по направлению вакуумной техники в России — компания MSH Techno (ЭмЭсЭйч Техно). Компания Robuschi имеет многолетнюю историю, отличную репутацию на мировом рынке и одно из самых высокотехнологичных и хорошо оснащенных производств водокольцевых насосов в мире, позволяющее выпускать современную и надежную технику и поставлять ее по конкурентоспособным ценам. Все оборудование Robuschi производится в Италии на заводе в городе Парма. |
||
|
RVS — одноступенчатые водокольцевые вакуумные насосы со следующими характеристиками: — предельное остаточное давление до 33 мбар (абс.) — быстрота действия до 4300 м.куб/ч — могут быть использованы для откачки газов и паров — могут быть использованы для откачки сред, содержащих капельные жидкости — условия сжатия максимально приближены к изотермическим — никакие смазывающие вещества не контактируют с откачиваемой средой — простая эксплуатация и минимальное техническое обслуживание — очень низкий уровень вибраций и шума — самый широкий спектр материалов из которых может быть изготовлен насос — способны работать на воде, маслах, органических жидкостях, в случае специфических требований ^ Водокольцевые вакуумные насосы RVS подходят для того, чтобы откачивать газы и пары в процессе стерилизации, концентрации, вакуумной сушки, пропитки, производства пластмассы, дегазации, деаэрации и вакуумирования в химической, фармацевтической, пищевой, кирпичной, кожевенной, целлюлозно-бумажной, сахарной, текстильной промышленности, для вакуумирования конденсаторов паровых турбин и для работы в системах центрального вакуума медицинских учреждений. Одно из основных применений водокольцевых насосов RVS вакуумные фильтры. Водокольцевые насосы RVS и агрегаты на их основе также используются для подачи жидкости в несамовсасывающие центробежные насосы и в системах вакуумной канализации. ^ — новая патентованная, изготавливаемая с использование лазерной резки, основная распределительная плита — новый инновационный подшипниковый узел в насосах модификации SG — насосы RVS также могут использоваться в режиме водокольцевых компрессоров с давлением нагнетания до 2 бар. изб. |
||
|
^ |
||
|
Моноблочные одноступенчатые насосы — наиболее распространенный тип водокольцевых насосов, он отлично подходит для практически всех стандартных применений. Рабочее колесо в насосах этого типа установлено непосредственно на удлиненном валу электродвигателя. Эти насосы просты в установке и эксплуатации, не требуют монтажа на раму или фундамент. |
||
|
Модель |
Мощность электро-двигателя, КВт |
Максимальная производительность, м3/час |
^ |
Расход воды, м3/час |
Уровень шума, дБ(А) |
Вес, кг |
|
RVS3/M |
1,5 |
40 |
33 |
0,42 |
72 |
25 |
|
RVS7/M |
3 |
99 |
33 |
0,72 |
72 |
63 |
|
RVS14/M |
4 |
123 |
33 |
0,72 |
72 |
72 |
|
RVS16/M |
5,5 |
203 |
33 |
0,95 |
72 |
95 |
