Водокольцевые вакуумные насосы – назначение, устройство, принцип действия
Чтобы удовлетворить различные потребности создали множество модификаций:
- турбомолекулярные;
- пластинчато-роторные;
- мембранные;
- винтовые;
- двухроторные;
- спиральные;
- водокольцевые.
Самое большое распространение среди них получил последний тип насосов.
Что же собой представляет ВВН? Это аппарат, который выполняет работу в условиях вакуума или низкого давления. Он откачивает неагрессивные по отношению к чугуну газы или пары. Рабочей жидкостью для подобных устройств является вода. Агрегат очищает эти вещества и выводит в трубопроводы или резервуары. Откачивание совершается за счет периодического изменения объёма рабочей камеры. В данном устройстве это происходит благодаря опусканию пластин ротора в жидкость (из-за этого ВВН иногда называют жидкостно-вакуумными насосами).
Такие аппараты обладают рядом преимуществ над своими «коллегами»:
- простота устройства;
- легкость в обслуживании;
- долгий срок работы;
- экономичность;
- копротивление к примесям, которые присутствуют в газах;
- устойчивость к загрязнениям;
- исключение масляных добавок к газам.
Особенностью такого насоса является то, что единственная часть, которая в нем вращается, есть ротор и его лопасти. Благодаря этому другие части и узлы не соприкасаются при работе, что способствует гораздо меньшему износу и долгому сроку службы.
К недостаткам можно отнести периодическую нужду в обслуживании воды и ее охлаждении, чтобы снизить давление.
Принцип работы водокольцевого вакуумного насоса
В вакуумных насосах сжатие газов происходит благодаря жидкостному кольцу, которое приводится в движение лопастями рабочего ротора, имеющего эксцентричное положение относительно корпуса.
Перед тем, как запустить агрегат, его до оси заполняют водой. Когда ротор начинает вращение, вода отталкивается к корпусу лопастями. Так создается жидкостное кольцо. Между ним и колесом образуется свободное пространство, разделенное на рабочие ячейки, которые имеют переменный объём, зависящий от угла поворота рабочего колеса. На угле, при котором объём ячейки увеличивается, они присоединяются к всасывающему окну. Через него идет заполнение откачиваемым газом. При достижении максимального объёма, ячейка отсоединится от окна. Дальше во время поворота колеса с уменьшением объёма ячейки газ начнёт сжиматься. При достижении определенного угла поворота происходит соединение ячейки и нагнетательного окна, через которое выйдет газ из-за дальнейшего уменьшения объёмов ячейки.
Приведение жидкостно-кольцевого насоса производится через электродвигатель. Его вал присоединяется к валу двигателя с помощью упругой муфты. Благодаря тому, что газ сжимается, между ними происходит теплообмен. Соответственно жидкость перенимает большую часть тепла газа. Чтобы избежать нарушения стабильности жидкостного кольца, нужно непрерывно вводить новые порции охлажденной воды.
Из-за того, что между веществами происходит хороший теплообмен, можно откачивать воспламеняющиеся газы и смеси. А из-за жидкостного кольца создается возможность откачивания газов с содержанием паров, капельной жидкости и твердых инородных тел. Если правильно подобрать рабочую жидкость, то можно осуществлять откачивание агрессивных газов.
Водокольцевые вакуумные насосы бывают двух основных видов: одноступенчатого и двухступенчатого. У первых, как правило, одна рабочая камера, а у вторых – две. Одноступенчатый насос имеет меньшую мощность и более низкий уровень производительности в отличие от двухкамерных собратьев. На этом и базируется разница в цене. В двухступенчатом аппарате можно добиться лучшей очистки и повышенной глубины вакуума. Только при необходимости подобных условий стоит отдавать предпочтение таким агрегатам, так как стоимость на них достаточно велика.
Познавательное видео про водокольцевые вакуумные насосы
В данном видео рассмотрены особенности сборки водокольцевых аппаратов. Так же подробно изображен принцип работы и показаны примеры.
https://www.youtube.com/watch?v=bwqR2VPRlgA&t=64s
Ведущие зарубежные производители
Одной из лидирующих торговых марок среди производителей ВВН считается итальянская фирма Pompetravaini.
На основе данных насосов изготавливают вакуумные системы, состоящие из вакуумных насосов, водоотделителя, теплообменника высокой температуры с арматурой, установленной в общую раму.
Следующей компанией является Finder Group. Эта итальянская фирма имеет уже 50 лет истории, что не может не говорить о ее качестве. Одни из самых важных достоинств, которыми обладают аппараты данного производителя, следующие: универсальность, высокий уровень надежности, минимальные затраты на эксплуатацию, отсутствие шума и вибраций при работе.
Также полувековой опыт в производстве данных аппаратов имеет немецкая компания Bush. Им принадлежит известная серия водокольцевых вакуумных насосов Dolphin. Они добились широкого применения во всех отраслях производства, потому что легко адаптируются под работы разных уровней сложности и могут функционировать непрерывно.
Главные преимущества ВВН от данной компании:
- надёжность;
- ориентация на конкретные задачи;
- различные конструкции.
Последний рассматриваемый представитель на рынке жидкостных вакуумных насосов уже более 110 лет. Оборудование компании Elmo Rietschle сохраняет номинальные показатели в любых условиях. Это достигается из-за моноблочной структуры, отсутствию быстро изнашивающихся деталей, использованию антикоррозионных материалов и нанесению керамики на внутренние поверхности, которые подвергаются воздействиям агрессивных веществ.
Сравнение отечественного и зарубежного производителя
Хороших отечественных производителей водокольцевых вакуумных насосов достаточно много: ОАО «Вакууммаш», ОАО «Ливгидромаш», ООО «Компрессормаш» и другие.
Они не только занимаются производством аппаратов, но и осуществляют их доставку, могут заниматься их ремонтом и обслуживанием, изготавливают запасные части. Это облегчает эксплуатацию и ремонт ВВН, так как с запчастями для зарубежной техники могут возникнуть проблемы.
Зарубежные компании превосходят отечественные в использовании материалов для изготовления агрегатов. Отечественный производитель предпочитает чугун и обычную сталь. Но это также влияет и на итоговую стоимость оборудования.
Как видите, есть и существенные «преимущества» в покупке отечественных аппаратов, но есть и факторы, говорящие в пользу зарубежья. Поэтому каждый должен решать для себя сам.