Typy vývevných čerpadiel a ich princíp činnosti

V rôznych oblastiach ľudskej činnosti sa vyžaduje vytváranie vákua. Tento termín charakterizuje stav plynnej fázy, ktorého tlak je pod atmosférickým tlakom. Meria sa v milimetroch ortuti alebo pascalu. Riešenie plynov sa vyskytuje, keď je látka nútene odstránená zo zariadení s obmedzeným objemom. Technické zariadenie určené na tento účel sa nazýva vákuové čerpadlo. Môže sa použiť samostatne alebo vstúpiť do zložitejších systémov.

Použitie vákuových čerpadiel

Vákuum sa široko používa v rôznych technických zariadeniach. Umožňuje znížiť teplotu varu pre vodu alebo chemické kvapaliny, aby sa odstránili plyny z materiálov, ktoré vyžadujú zvýšenú homogenitu kompozície, aby sa vytvorili sterilné podmienky spracovania a skladovania. S malými rozmermi a úspornou spotrebou energie vám moderné vákuové čerpadlá umožňujú rýchlo dosiahnuť hlboký stupeň riedenia. Používajú sa v rôznych procesoch a aktivitách:

  • v rafinériách ropy a chemickom priemysle udržiavať potrebné podmienky pre reakcie a separáciu výsledných zmesí;
  • s odplynovaním kovov a iných materiálov na vytvorenie častí s homogénnou štruktúrou a bez pórov;
  • vo farmaceutickom a textilnom priemysle na rýchle sušenie výrobkov bez zvýšenia teploty;
  • v potravinárskom priemysle s obalmi mlieka, džúsov, mäsa a rybacích výrobkov;
  • v procese evakuácie chladiacich a iných zariadení so zvýšenou požiadavkou na neprítomnosť vlhkosti;
  • pre bežnú prevádzku automatických dopravných vedení využívajúcich vákuové prísuny ako uchopovače;
  • na zariadení priemyselných a výskumných laboratórií;
  • v medicíne na prevádzku dýchacích prístrojov a zubných ordinácií;
  • v tlači na fixáciu termálnych fólií.

Princíp činnosti vákuových čerpadiel

Vákuum sa vytvára mechanickým odstraňovaním látky z obmedzeného priestoru. Z technického hľadiska sa to realizuje rôznymi spôsobmi. Princíp fungovania vákuovej pumpy typu prúdu je založený na strhávaní molekúl plynu prúdom vody alebo pary, ktorý emituje vysokou rýchlosťou z dýzy vyhadzovača. Jeho schéma zahŕňa spojenie bočného odbočujúceho potrubia, v ktorom sa vytvára vákuum.

Výhodou tohto dizajnu je absencia pohyblivých častí a nevýhodou je miešanie látok a nízka účinnosť.

V strojárstve sa najviac používajú mechanické agregáty . Prevádzkovanie vákuovej pumpy s rotujúcim alebo pohyblivým hlavným puzdrom je pravidelne vytvárať priestor vo vnútri puzdra, naplniť ho plynom zo vstupného potrubia a potom ho vytláčať cez výstup. Konštrukcia vákuovej pumpy môže byť veľmi rôznorodá.

Hlavné typy vákuových čerpadiel

Pri výrobe zariadení na vytváranie vákua sa používajú kovové a plastové materiály, ktoré sú odolné voči chemickému pôsobeniu čerpaného média a majú dostatočnú mechanickú pevnosť. Veľká pozornosť sa venuje presnosti montáže zostáv a tesnosti kontaktných plôch, čo vylučuje spätný tok plynov. Tu je zoznam hlavných typov vákuových čerpadiel, ktoré sa líšia dizajnom a princípom prevádzky.

Vodný kruh

Vákuové čerpadlo s vodným kroužkom je jednou z variantov kvapalinových krúžkových jednotiek, ktoré využívajú na vytvorenie zriedenia cirkuláciu čistej vody . Má tvar valca s rotorom vybaveným čepeľami, ktoré sa otáčajú na hriadeli vysunutú zo stredu. Pred začatím práce naplňte ju kvapalinou.

Keď je motor spustený, obežné koleso urýchľuje vodu pozdĺž vnútorných stien krytu. Medzi ním a rotorom sa vytvorí kosáčikovitá vákuová oblasť. Plyn z prívodného potrubia čerpadla sa do nej vháňa. Pohyblivé nože sa pohybujú pozdĺž hriadeľa a vysúvajú sa cez výstup. Jednotky tohto typu sa často používajú aj na čiastočné čistenie plynu kvôli intenzívnemu kontaktu s vodou.

Použitie kvapaliny ako pracovného orgánu poskytuje mnoho výhod.

  1. Voda, ktorá sa otáča v priestore medzi rotorom a telesom čerpadla, eliminuje možnosť reverzného úniku plynu, nahradenie tesnení a zníženie požiadaviek na presnosť častí.
  2. Všetky rotujúce časti čerpadla sú neustále prepláchnuté kvapalinou, čo znižuje trenie a zlepšuje odvod tepla.
  3. Takéto zariadenia zriedka vyžadujú opravu, majú dlhú životnosť a spotrebúvajú minimálne množstvo elektriny.
  4. Práca s plynmi obsahujúcimi vodné kvapôčky a malé mechanické nečistoty nemá nepriaznivý vplyv na technický stav zariadenia.

Táto posledná okolnosť je dôležitá pri použití takýchto čerpadiel na čerpanie vzduchu z kontajnerov obsahujúcich vlhkosť. Používajú sa na klimatizačné zariadenia a iné chladiace systémy, keď je systém evakuovaný pred naplnením freónu.

lamelová

Takéto čerpadlá majú valcové telo s opatrne lešteným vnútorným povrchom a vnútorným rotorom. Ich osi sa nezhodujú, preto má laterálna vôľa inú hodnotu. Rotor pozostáva zo špeciálnych pohyblivých dosiek, ktoré sú stlačené pružinami na telo a rozdeľujú voľné miesto na sektory s premenlivým objemom. Keď je motor zapnutý, plyny sa dostanú do pohybu takým spôsobom, že v prívodnom potrubí je vždy vytvorený podtlak a pretlak v tlakovom spojení.

Na zníženie trecích dosiek sú vyrobené z antifrikčných materiálov alebo sa používajú špeciálne oleje s nízkou viskozitou. Čerpadlá tohto typu sú schopné vytvárať dostatočne silné vákuum, ale sú citlivé na čistotu čerpanej kvapaliny alebo plynu, vyžadujú pravidelné čistenie a kontaminujú produkt mastnotou.

membrána Piest

Pracovným telesom čerpadiel tohto princípu činnosti je pružná membrána, spojená s pákovým mechanizmom. Je vyrobená z moderných kompozitných materiálov odolných voči mechanickému namáhaniu. Jeho okraje sú pevne uchytené v tele a centrálna časť pod pôsobením elektrických alebo pneumatických pohonných kriviek, striedavo znižuje a zvyšuje priestor vnútornej komory.

Zmena objemu je sprevádzaná odsávaním a vysunutím prichádzajúcich plynov alebo kvapalín. Pri spoločnej práci v protifáze dvoch membrán je zabezpečený kontinuálny čerpací režim. Systém ventilov reguluje správne rozloženie a smer tokov. Mechanizmus nemá otáčajúce sa časti alebo trenie, ktoré sú v kontakte s čerpaným výrobkom.

Výhody takýchto čerpadiel zahŕňajú:

  • bez kontaminácie výrobku mazivom alebo mechanickými nečistotami;
  • úplná nepriepustnosť, eliminuje únik;
  • vysoká ziskovosť;
  • ľahké ovládanie prietoku;
  • dlhodobá prevádzka v suchom režime, ktorá nepoškodzuje konštrukciu;
  • Možnosť použiť pneumatický pohon na prevádzku vo výbušnej atmosfére.

skrutka

Princíp fungovania skrutkových čerpadiel je založený na posunutí kvapaliny alebo plynu pozdĺž rotačnej skrutky. Pozostávajú z pohonu, jedného alebo dvoch rotorov so skrutkovým usporiadaním a statora zodpovedajúceho tvaru. Vysoká presnosť pri výrobe dielov neumožňuje, aby čerpané médium skákalo späť. V dôsledku toho vzniká pretlak na výstupe čerpadla a vákuum na výstupe čerpadla.

Takéto zariadenie je drahé kvôli vysokým požiadavkám na kvalitu. Nemôže sa dlho držať na "suchom" základe.

Hlavné výhody takýchto čerpadiel:

  • jednotný tok;
  • nízka hladina hluku;
  • schopnosť čerpať tekutinu mechanickými inklúziami.

vír

Vortexové vákuové čerpadlá s ich konštrukciou sa podobajú odstredivým zariadeniam . Majú tiež obežné koleso s čepeľami otáčajúcimi sa na stredovom hriadeli. Hlavný rozdiel spočíva v umiestnení prijímacej rúrky na vonkajšom obvode trupu a nie v blízkosti stredovej osi.

Minimálna vzdialenosť medzi obežným kolesom a skriňou zabezpečuje stály pohyb čerpanej kvapaliny v požadovanom smere. Jednotky tohto typu sú schopné vytvoriť dostatočne vysoký vstrekovací tlak a majú samonasávací účinok. Tieto čerpadlá sú ľahko ovládateľné, ľahko sa opravia a osvedčili sa pri čerpaní zmesí plyn-kvapalina, ale majú nízku účinnosť. Sú citlivé na prienik mechanických nečistôt, čo môže viesť k rýchlemu opotrebovaniu obežného kolesa.

Výroba samočinného vákuového čerpadla

Ak nie ste pripravení znášať náklady na získanie továrenských zariadení, skúste sami vyhotoviť vákuové čerpadlo. Lekárska striekačka alebo mierne modernizované ručné čerpadlo bicykla sa môže použiť na čerpanie vzduchu z kontajnera s malým objemom .

Tip! Pri častom používaní a evakuácii veľkých nádob je vhodnejšie používať zariadenia s elektrickým pohonom.

Zvážte možnosť výroby vákuovej rastliny zo starého chladiarenského kompresora. Je už navrhnutý na čerpanie plynu a pri minimálnej oprave môže vytvoriť vákuum. Vaše akcie budú veľmi jednoduché:

  • v určitej vzdialenosti od kompresora rozrezať dve medené rúrky, ktoré sú pre ňu vhodné, kovovou pilou;
  • rozložte kompresor spoločne s obvodom napájania alebo ho vymeňte za štartovacie relé novým, analogicky so starým relé;
  • na medenej rúrke, ktorá prišla z kondenzátora, vložte do špirálovej hadice vhodného priemeru a pripojte ju s druhým koncom s evakuovanou kapacitou;
  • pre tesnosť spojenia môžete použiť bežnú svorku alebo použiť skrútenie z oceľového drôtu;
  • pripojte vákuové čerpadlo k elektrickej sieti a po spustení na výstupe z druhého medeného potrubia skontrolujte, či funguje správne.

Dôležité! Kompresor chladničky nie je určený na prevádzku vo vlhkom prostredí, takže sa musíte uistiť, že nedosiahne vodu.