Водяной вакуумный насос принцип работы

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

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.

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. Давление в насосе создает ротор с тонкими пластинами, которые вращаются и с помощью центробежной силы втягивают жидкость в емкость, а потом физической силой выталкивает ее.

Мембранный вакуумный насос не имеет никаких трущихся частей, поэтому может использоваться для перекачки очень грязных смесей. С помощью внутреннего маятника и мембраны создается вакуум, который перемещает жидкость через корпус в необходимое место. Чтобы корпус не заклинивал от задержавшегося случайно мусора, насос оснащен специальными клапанами, которые очищают насос.

Глубинный вакуумный насос способен поднимать воду с очень большой глубины (до 30м). Принцип его работы такой же, как и у поршневого, но с очень длинным штоком.

Гидравлический вакуумный насос хорошо перекачивает вязкие вещества, но широкого применения он не получил. Более подробно принцип работы и устройство вакуумных насосов рассмотрим на отдельных его видах.

1 – рабочее лопаточное колесо; 2 – цилиндрический корпус; 3 – рабочие ячейки; 4 – водяное кольцо; 5 – окно всасывания; 6 – окно нагнетания; 7 — мертвый объем

Водокольцевой вакуумный насос. Принцип работы ВВН двойного действия

Рисунок 2. Схема ВВН двойного действия

1 – рабочее лопаточное колесо; 2 – корпус с овальным в сечением; 3 – жидкостное кольцо; 4 – окна всасывания; 5 – окна нагнетания; 6 – мертвый (защемленный) объем

ВВН двойного действия (рис.2) работает так же, как и простого. Отличие заключается в том, что оси колеса 1 и корпуса 2, выполненного форме овального цилиндра, совпадают. Когда колесо вращается, внутренняя поверхность водяного кольца принимает форму овала 3 – и получается две полости. Из-за чего делается по два окна всасывания 4 и нагнетания 5.

Качественное оборудование для водоснабжения имеет максимально простую и прочную конструкцию, что положительно влияет на эффективность работы. Оно отличается изотермической герметизацией, нередко дополняется грязеотделителем.

Принцип действия

Принцип работы вакуумного насоса для откачки воды аналогичен принципу других похожих установок – он основан на вытеснении. Жидкость подымается с водяной скважины, а водопровод наполняется водою при изменении размеров рабочей камеры. Величина вакуума зависит от степени герметичности рабочего пространства. Она регулируется, как и уровень давления в определённых участках во время функционирования водопровода.

Все вакуумные насосы имеют форму цилиндра. В нём находится вал с колесом, дополненным специальными лопастями (импеллер). Это главный элемент самого распространённого вида подобных установок.

Принцип работы агрегата заключается в элементарных вращениях колеса. В результате лопасти зачерпывают воду, которая отходит к стенкам цилиндра. Возникает центробежная сила и появляется жидкостное кольцо. В нём образовывается вакуум. Газ перемещается между кольцом и лопастями. Он всасывается через прорезь, когда у лопастей увеличиваются промежутки.

Важно! Для второй фазы характерно их уменьшение, тогда газ сжимается и выходит наружу.

Рассмотренный принцип действия вакуумного аппарата в точности соответствует технологии последовательного подключения насосов. Она заключается в присоединении следующего насоса к устройству, обеспечивающему заданные параметры снижения давления, не обеспечивая затем скорости забора.

Внутреннее строение водокольцевого вакуумного насоса

Чтобы предотвратить появление газовых утечек сквозь зазоры, создаваемые в деталях вакуумных аппаратов, подвергаемых постоянному трению, применяется масло, которое называют вакуумным. Вакуумное масло позволяет обеспечить уплотнение зазоров полным их перекрытием. Дополнительно это масло прекрасно выполняет роль смазочного средства.

Таким образом, механические системы насосов, работа которых основана на вакуумном принципе и использовании вакуумного масла в качестве уплотнителя щелей и смазки деталей, фактически являются масляными.

Насосы, при эксплуатации которых не применяется вакуумное масло, называются сухими. Этот вид насосов является оптимальным вариантом оборудования благодаря отсутствию необходимости их обслуживания.

В более кратком описании можно отметить элиминацию вакуумными насосами:

  • газов, включая продукты распада разнообразных веществ,
  • водяных паров,
  • воздуха и других веществ из рабочей камеры аппарата.

Для камер характерна замкнутость и абсолютная герметичность.

С удалением газов и паров других, находящихся в камерах веществ, происходит изменение объема полостей аппарата и взаимосвязанное с ним распределение молекул веществ, перекачиваемых насосом, в требуемом направлении.

Кроме того, используемый вакуумным насосом принцип работы также определяется типом применяемого агрегата. Как отмечалось ранее, этот принцип действия может применяться в промышленном оборудовании, перекачивающем воду или образующихся при распаде некоторых веществ продуктов.

Под действием жидкостного трения и газовом сжатии выделяется тепло, которое повышает температуру водяного кольца. Поэтому в ВВН постоянно подается холодная вода.

Назначение вакуумных водокольцевых насосов

Неглубокий вакуум и высокое быстродействие водокольцевых насосов ВВН востребованы при сушке, вентиляции помещений, откачке газов из штолен, охлаждении и выпаривании жидкостей, нанесении пленочных покрытий. Основные потребители — целлюлозно-бумажная; медицинская, горнодобывающая, парфюмерная, фармацевтическая, пищевая и газовая промышленности Украины.

Главное отличие жидкостно-кольцевых насосов от золотниковых АВЗ, и пластинчато-роторных НВР — простота конструкции, неглубокий вакуум, производительность, а также принцип действия — способность откачивать загрязненные и запыленные пары и газы.

В насосе диаметр трубки, по которой поступает вода из водопроводного крана, постепенно сужается. Это приводит к уменьшению давления воды, но резкому увеличению скорости движения струи. Вырываясь из сопла утончающейся трубки в ограниченное пространство с низким давлением, вода движется с большой скоростью и захватывает воздух из бокового отвода насоса.

Вакуумные насосы широко применяются в лабораторной практике для откачки газов, воздуха, паров, для фильтрации под вакуумом, для создания линий вакуума в лабораторных установках.

Для различных задач требуется создание разной степени разряжения (остаточного давления). Современные масляные и мембранные насосы позволяют добиваться давления до 10-10 мм рт.ст., но для стандартных лабораторных задач такие давления требуются редко. Чаще всего бывает вполне достаточно давления 30 … 10 мм рт.см. Такую степень разрежения способен обеспечить самый простой вид вакуумных насосов — водоструйный вакуумный лабораторный насос.

Принцип действия водоструйного насоса

Принцип действия водоструйного насоса — создание разряжения за счет протекающей через трубки струи воды. Давление воды обеспечивает водопровод, никаких дополнительных установок не требуется.

В насосе диаметр трубки, по которой поступает вода из водопроводного крана, постепенно сужается. Это приводит к уменьшению давления воды, но резкому увеличению скорости движения струи. Вырываясь из сопла утончающейся трубки в ограниченное пространство с низким давлением, вода движется с большой скоростью и захватывает воздух из бокового отвода насоса.

Степень остаточного давления, которое может обеспечить водоструйный насос, вычисляется давлением паров воды при определенной температуре. Так, при температуре воды +30 °С давление можно понизить до 31,8 мм рт.ст., а при температуре воды +10 °С — до 9,2 мм рт.ст. Таким образом, чем более холодная вода будет поступать в водоструйный насос, тем большего разрежения удастся достичь.

Как действует простой водоструйный насос

Какие бывают водоструйные насосы

Следует отметить важное преимущество стеклянных вакуумных водоструйных насосов — нейтральность стекла к большинству химических веществ, что делает его востребованным в задачах, когда необходимо откачивать агрессивные газы, воздействующие на элементы конструкции металлического или пластикового насоса.

В магазине Prime Chemicals Group вы можете купить вакуумный насос в Москве и области недорого. В продаже есть вакуумный лабораторный насос из стекла, и полипропиленовый вакуумный насос, цена которого тоже доступная. У нас большой ассортимент оборудования для лабораторий.

Схема работы вакуумного насоса довольно понятна, поэтому они также применяются в разных сферах промышленности. Без этого оборудования на сегодняшний день очень сложно представить современное налаженное производство. Устройство и принцип работы вакуумного насоса дают возможность использовать его на разных производствах, включая полиграфию, медицину и прочее.

Схема работы вакуумного насоса

Схема работы вакуумного насоса довольно понятна, поэтому они также применяются в разных сферах промышленности. Без этого оборудования на сегодняшний день очень сложно представить современное налаженное производство. Устройство и принцип работы вакуумного насоса дают возможность использовать его на разных производствах, включая полиграфию, медицину и прочее.

Пластинчато-роторный вакуумный насос принцип работы: двухступенчатые модели создают гораздо более низкое давление, в отличие от одноступенчатых. Помимо всего прочего, влияние балластного газа на конечное давление существенно ниже, поскольку он задействуется исключительно в случае возникновения очень высокого уровня давления. Паромасляный вакуумный насос принцип работы ничем не отличается от предыдущих, поэтому он также задействуется в разных отраслях.

Рассматриваемые водокольцевые насосы ВВН относятся к безмасляным форвакуумным установкам, наиболее часто применяемым в современном производстве.

Работа водокольцевого насоса

Конструкция типового водокольцевого насоса простого действия включает такие основные узлы и детали:

  • корпус, изготовленный из чугуна или обыкновенной углеродистой стали;
  • крышку из того же материала;
  • кронштейн, соединенный с корпусом винтами;
  • вал с подшипниковыми узлами, закрепленными в кронштейне;
  • уплотнение вала в виде кольцевых сальников;
  • лопастное колесо, консольно закрепленное на конце вала, заходящем в корпус;
  • электрический двигатель, напрямую соединенный предохранительной муфтой с валом насоса;
  • систему включения и электроуправления.

Простоту конструкции насоса определяет размещение колеса в корпусе с гарантированным зазором от 0,10 до 0,55 мм. Поэтому в насосе отсутствуют трущиеся поверхности и высокоточные дорогостоящие детали, а уплотнение гарантированных зазоров и смазка уплотнительных устройств насосного вала осуществляется рабочей жидкостью.

Принцип работы водокольцевого насоса: схема

За счет большого числа оборотов лопастного колеса, равного оборотам электродвигателя, несмотря на небольшой объем газа, захватываемого каждой макрополостью, водокольцевые насосы характеризуются высокой производительностью.

Вакуумные насосы имеют достаточно сложный принцип работы. С одной стороны, тщательно проанализировав внутреннее устройство насосов, которые при работе создают вакуум, включая мини версии этих аппаратов, можно прийти к выводу, что преобладающее количество их моделей используют «метод вытеснения», аналогичный принципу работы насосов объемного типа.

Внутреннее строение водокольцевого вакуумного насоса

Чтобы предотвратить появление газовых утечек сквозь зазоры, создаваемые в деталях вакуумных аппаратов, подвергаемых постоянному трению, применяется масло, которое называют вакуумным. Вакуумное масло позволяет обеспечить уплотнение зазоров полным их перекрытием. Дополнительно это масло прекрасно выполняет роль смазочного средства.

Таким образом, механические системы насосов, работа которых основана на вакуумном принципе и использовании вакуумного масла в качестве уплотнителя щелей и смазки деталей, фактически являются масляными.

Насосы, при эксплуатации которых не применяется вакуумное масло, называются сухими. Этот вид насосов является оптимальным вариантом оборудования благодаря отсутствию необходимости их обслуживания.

В более кратком описании можно отметить элиминацию вакуумными насосами:

  • газов, включая продукты распада разнообразных веществ,
  • водяных паров,
  • воздуха и других веществ из рабочей камеры аппарата.

Для камер характерна замкнутость и абсолютная герметичность.

С удалением газов и паров других, находящихся в камерах веществ, происходит изменение объема полостей аппарата и взаимосвязанное с ним распределение молекул веществ, перекачиваемых насосом, в требуемом направлении.

Кроме того, используемый вакуумным насосом принцип работы также определяется типом применяемого агрегата. Как отмечалось ранее, этот принцип действия может применяться в промышленном оборудовании, перекачивающем воду или образующихся при распаде некоторых веществ продуктов.

Водокольцевые вакуумные насосы (ссылка) относятся к числу немногих безмасляных форвакуумных насосов. Они не требуют повторной фильтрации газа и не чувствительны к попаданию в них вместе с отсасываемым газом пыли, влаги, песка и других примесей. Все это остается в жидкостном кольце, а из машины выходит очищенный газ. В то же время наличие постоянного движения жидкости не дает возможности частицам отлагаться внутри корпуса они выносятся из машины вместе с уходящей жидкостью.

Принцип работы и особенности

Водокольцевые вакуумные насосы (ссылка) относятся к числу немногих безмасляных форвакуумных насосов. Они не требуют повторной фильтрации газа и не чувствительны к попаданию в них вместе с отсасываемым газом пыли, влаги, песка и других примесей. Все это остается в жидкостном кольце, а из машины выходит очищенный газ. В то же время наличие постоянного движения жидкости не дает возможности частицам отлагаться внутри корпуса они выносятся из машины вместе с уходящей жидкостью.

Водокольцевые вакуумные насосы обеспечивают равномерное отсасывание и подачу сжимаемого газа. Они мoгут производить отсасывание газа и одновременно подавать eгo в емкость с давлением, большим aтмосферного. Одним из существенных достоинств насоса является изотермичность процесса сжатия, являющаяся необходимой в целом ряде производств: при сжатии ацетилена, углекислого газа, хлора и других газов.

рис.1 «Водокольцевой вакуумный насос ВВН»

Но и такое давление в целом ряде случаев является недостаточно низким. Для дальнейшего снижения рабочего давления применяются предвключенные воздушные эжекторы. Их установка позволяет достичь вакуума порядка 5-8 мм рт.ст. При необходимости устанавливаются двухступенчатые предвключенные эжекторы, обеспечивающие вакуум порядка 2-0,5 мм рт.ст.

Области nрименения

Насосы используются также для отсоса паровоздушной смеси в паротурбинных установках тепловых электростанций вместо водоструйных вакуумных насосов, что позволяет примерно на два порядка уменьшить расход воды, ресурсы которой, как известно, ограничены и год от года растет ее цена. Для обезгаживания рабочей жидкости при бурении скважин и обеспечения противопожарной безопасности на нефтяных и газовых месторождениях ежегодно требуется несколько тысяч таких установок.

Это лишь несколько хозяйственных направлений, где ощущается нужда в более совершенных технологиях при функционировании основнoгo или сопутствующих рабочих процессов. Кроме тoгo, имеется тенденция использовать в системах откачки ряда химических производств блок из нескольких водокольцевых насосов меньшей производительности вместо одного насоса большей производительности. Все это ведет к росту потребности в таких насосах.

Источники
Источник — http://tek-prom.ru/princip-raboty-vakuumnyh-nasosov/
Источник — http://vakuum-ceh.ru/vodokolcevoj-vakuumnyj-nasos-princip/
Источник — http://vodakanazer.ru/nasosy-i-nasosnoe-oborudovanie/nasosy-dlya-kanalizacii/vakuumnye-nasosy-dlya-vody.html
Источник — http://www.td-egida.ru/articles/printsip_raboty_vakuumnoi_nasosnoi_ustanovki/
Источник — http://vakum.com.ua/nasos-vvn-ukraina/
Источник — http://pcgroup.ru/blog/vodostrujnyj-vakuumnyj-nasos-prostoj-no-effektivnyj-laboratornyj-pribor/
Источник — http://ss250.ru/princip-dejstviya-vakuumnyh-nasosov/
Источник — http://mml-me.ru/vodokolcevoj-nasos/
Источник — http://www.td-egida.ru/articles/printsip_raboty_vakuumnoi_nasosnoi_ustanovki/
Источник — http://www.agrovodcom.ru/info_nasos_pumps.php

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Как Это Работает?
Добавить комментарий