Вакуумный насос – устройство, предназначенное для откачки газов и паров до заданного уровня давления. Принцип его работы основан на откачке парогазовой фазы, обеспечиваемой изменением объёма функционирующей камеры. Данные конструкции применяются для получения разреженных сред, так же именуемых, как форвакуум. К насосам, выполняющим данные действия, относятся:

• Поршневые.
  
• Ротационные.
  
• Жидкостно-кольцевые насосы.
  

Самыми востребованными конструкциями стали вращательные насосы и высоковакуумные – турбомолекулярные. Последние выполняют откачку сред, путём передачи молекулами газа, движущихся от жидкой, твёрдой и парообразной поверхности на высокой скорости.

Наиболее популярными подвидами вакуумных насосов, являются диффузионные, эжекторные, водоструйные, выполняющие поставленную задачу одинаковым направлением молекул газа. Сюда же примыкают турбомолекулярные вакуумные насосы, обеспечивающие форвакуум и движение твёрдых поверхностей (перекачиваемой газообразной среды) взаимно-перпендикулярно.

Особенности работы вакуумных насосов

На первый взгляд устройства работают просто, но на самом деле это не так. Они функционируют по принципу вытеснения, аналогично действию объёмных насосов. Вакуумные насосы получили широкую востребованность в деятельности, требующей быстрой откачки воды и различных продуктов распада.

Величина получаемого разрежения в итоге работы вакуумных насосов напрямую зависит от герметичности пространства (вакуума), возникающего при взаимной деятельности основных элементов конструкции:

• Золотников.
  
• Пластин.
  
• Колёс.
  

Особенность работы заключается в том, что насос должен понижать давление в замкнутом пространстве до определённого уровня, в фиксированный временной промежуток. На крупных предприятиях нередко используют ещё один форвакуумный насос (дополнительно). Он важен, если основной вакуумный насос не способен самостоятельно понижать давление газовой среды до определённого уровня. Тогда дополнительное форвакуумное устройство усиливает действие первого.

Немаловажным фактором, влияющим на принцип работы вакуумных насосов, является вакуумное масло. Оно минимизирует вероятность утечки газовых сред сквозь засоры трущихся деталей, а также уплотняет и перекрывает засоры, выступая в качестве смазочного средства.

Принцип работы вакуумного насоса для воды

Более подробно принцип работы вакуумного насоса, рассмотрим на примере водяного устройства роторного типа (функционирующего на сухом ходу) – Рутса. Основными составляющими вакуумного насоса, являются:

• Выпускной канал и патрубок.
  
• Двигатель.
  
• Отвод масла.
  
• Лабиринтные уплотнения.
  
• Всасывающая камера.
  
• Перепускной клапан.
  
• Свободный и неподвижный подшипник.
  
• Датчик уровня масла.
  

Главным функционирующим элементом, создающим вакуум в водяном насосе, является ротор. По его краям расположены подшипники, предназначенные для обеспечения неравномерного расширения (теплового) между поршневыми элементами и корпусом. Они исполнены, в виде неподвижных уплотнительных колец, размещённых по разные стороны от роторного вала. Во время работы конструкции, из брызговиков поступает масло, обрабатывающее подшипники. Фторкаучуковые кольца насоса для вакуума обязательно обрабатываются уплотняющим маслом. Кольца размещены на рукаве и защищают вал от повреждений.

При работе вал начинает крутиться с большой скоростью. В результате взаимодействия с другими элементами, лопасти захватывают поступающую внутрь воду сквозь впускное отверстие. Тогда под воздействием центробежных сил из воды формируется кольцо и свободное пространство, создающее разрежение среды.

Принцип работы пароэжекторного вакуумного насоса

Эжекторные вакуумные насосы активно применяются для сжатия и устранения газовых, паровых сред в вакуумной среде. Принцип их действия заключается в турбулетном захвате газа струёй рабочего пара, подводимого под воздействием давления в специальную барокамеру и истекающего в воздушную. Тогда энергия давления подводимого пара преобразовывается в кинетическую, а сама струя движется с молниеносной скоростью. Таким образом формируются турбулентные завихрени, приводящие в движение расположенные вблизи газовые слои. Газ и паровая струя проникают в суженную часть диффузора, где происходит их смешивание и возрастает скорость.

Принцип работы пароструйных эжекторов обязательно включает в себя охлаждение перерабатываемого газа. При рассмотрении пароводяных эжекторных устройств применяют трубчатые поверхностные конденсаторы. Однако тогда охлаждающая жидкость не контактирует с парогазовой смесью, а выполняет поставленную задачу, путём контакта перерабатываемых сред с трубками, подающими движущуюся воду.

Сегодня вакуумные насосы используются практически во всех промышленных сферах. Благодаря им стало возможно изготовление многих пищевых продуктов, очищение парогазовых сред, медицина и др. Главное, что устройства могут использоваться для работы в условиях, требующих бесперебойного режима. Современные вакуумные насосы способны выносить большие нагрузки и оказывать высокую производительность, не создавая высокий уровень вибраций, шума и, не влияя на экологичность окружающей среды.