Устройство и принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Водокольцевой насос представляет собой устройство для удаления газов из замкнутого пространства за счет создания вакуума или условий, близких к нему. Максимальное давление, которое он может получить, составляет 2. 6 6 - 9. 31 кПа для одноступенчатой модели и 0,133-0 кПа для двухступенчатой. Оборудование также можно использовать в качестве компрессора, низкого давления с диапазоном избыточного давления 1 ~ 2 × 105 Па. Насос имеет простую конструкцию, не требует высокой точности изготовления и прост в эксплуатации.

Конструкция оборудования

Вакуум обеспечивает давление газа в определенной емкости ниже атмосферного. В конструкционную схему водокольцевого вакуумного насоса входят:

• асинхронный электродвигатель;
• рабочая камера, частично заполненная жидкой средой;
• вал, расположенный эксцентрично относительно оси камеры;
• импеллер (рабочее колесо с лопастями);
• распределительный диск с входным и выходным отверстиями;
• всасывающий и нагнетающий патрубки;
• система замены воды;
• блок управления.

Корпус оборудования производится из чугуна. Рабочее колесо чаще всего изготовлено из нержавейки. Герметичность рабочей камеры обеспечивается за счет уплотнительных колец. Они производятся из полимерных материалов, невосприимчивых к жидким средам. К их качеству предъявляются особенно высокие требования, поскольку разрешение уплотнительного кольца приводит к разгерметизации рабочей камеры, утечке жидкости, разрушению водяного контура и резкому снижению КПД оборудования.

К наиболее важным параметрам вакуумного насоса относятся конечное давление, скорость откачки и производительность.

Принцип функционирования

Водокольцевые вакуумные насосы работают аналогично роликовым роторным. Они используют небольшое количество жидкости для захвата молекул газа и вывода их за пределы определенного пространства. Однако лопасти здесь являются неотъемлемой частью рабочего колеса. Они взбивают вращающееся жидкостное кольцо, образуя уплотнение в рабочей камере. Когда импеллер вращается по часовой стрелке, вода проходит через него и под действием центробежной силы образует замкнутый контур примерно одинаковой толщины. Форма его зависит от конфигурации рабочей камеры насоса.

Когда ротор вращается, внутренняя поверхность водяного кольца касается только верхней части лопасти. В это время между ступицей ротора и водяным кольцом образуется пространство в форме полумесяца, которое делится на несколько небольших воздушных полостей, равных количеству лопастей. Эффективность работы обеспечивается тем, что вал смещен относительно центра рабочей камеры. Соответственно, размеры воздушных ячеек меняются в процессе движения колеса.

1. Если нижняя часть ротора находится в положении 0° в качестве начальной точки, то при его повороте на 180°, объем полости увеличивается и давление в ней становится меньше.
2. За счет разницы в показателях давления происходит всасывание газа через специальное отверстие на торце корпуса.
3. После завершения всасывания полость изолируется от всасывающего отверстия. Если ротор продолжает вращаться, размеры полости уменьшаются, так что газ сжимается.
4. После этого полость соединяется с выпускным отверстием и газ выходит наружу.

Эти шаги повторяются непрерывно для достижения и поддержания желаемого уровня вакуума. Панель управления позволяет задавать режимы работы оборудования, автоматически запускать и останавливать двигатель. При подъеме температуры внутри рабочей камеры до критических значений срабатывает защита от перегрева. Водокольцевые насосы имеют конструкцию с низким коэффициентом трения, поскольку единственной движущейся частью является ротор. Соответственно, процесс скольжения ограничен уплотнениями вала. Рабочая жидкость создает барьер, предотвращающий попадание мусора внутрь насоса.

Варианты исполнения

В зависимости от компоновки различают насосы:

• 1-ступенчатые с одной камерой;
• 1-ступенчатые с двумя камерами;
• 2-ступенчатые.

В одноступенчатых версиях сжатие выполняется один раз. Двухступенчатые модели дважды сжимают перекачиваемую среду для достижения более высоких уровней вакуума. Первый вариант наиболее прост в производстве. К электродвигателю подключена только одна камера. Во втором случае мотор запускает в работу две камер две, функционарующие независимо друг от друга. Такая конструкция повышает производительность оборудования.

Двухступенчатые модели также имеют две камеры. Однако они работают взаимосвязано и подключены последовательно. Такая схема присоединения позволяет добиться более глубокой очистки выходящего газа.

Преимущества оборудования

Вакуумные насосы с водяным кольцом надежны, экономичны и позволяют значительно снизить эксплуатационные расходы.

1. Они подходят для требовательных применений, таких как удаление насыщенных газов и паров.
2. Рабочая жидкость может быть разной в соответствии с требованиями техпроцесса.
3. Оборудование обеспечивает практически изотермическое сжатие.
4. Производители предлагают широкий ассортимент материалов корпуса и уплотнений вала.

Современные модели имеют высокий КПД, низкий уровень шума и вибрации, большой ресурс. Водокольцевые вакуумные насосы могут работать непрерывно. Они имеют простую конструкцию и не сложны в обслуживании. Они обладают высокой устойчивостью к истиранию и коррозии, защищены от накипи и отложений. Специальное защитное покрытие рабочей камеры обеспечивает стабильные рабочие характеристики.

Сфера применения

Водяные кольцевые насосы широко используется в нефтяной, химической, машиностроительной, горнодобывающей, легкой, бумажной, энергетической, металлургической, медицинской, пищевой промышленной, коммунальном и сельском хозяйстве. Они применяются:

• для фильтрации,
• дегазации,
• вакуум-испарения,
• регулировки концентрации газов,
• восстановления вакуумной влаги.

Вакуумные насосы имеют решающее значение для производства микропроцессоров и других полупроводниковых устройств. Они используются в фотолитографии, травлении и осаждении тонких пленок, где требуются чрезвычайно чистые и контролируемые среды.

В медицинской визуализации и производстве медицинского оборудования вакуумные насосы обеспечивают стерильные условия. Они также поддерживают такие процедуры, как вакуумная экстракция в хирургии. В производстве лекарств и других фармацевтических продуктов они применяются для сушки и дегазации, чтобы обеспечить чистоту и стабильность продукта.

Устройства широко используются в упаковочных машинах для продления срока годности пищевых продуктов. Создаваемый вакуум подавляет рост микроорганизмов.Поскольку процесс сжатия газа является изотермическим, оборудование можно использовать не только для для откачки пыли и газов, содержащих воду, но и для удаления легковоспламеняющихся и взрывоопасных газов. Это расширяет сферу использования водокольцевого насоса. В нашем каталоге представлены различные модели водокольцевых вакуумных насосов. Вы можете выбрать профессиональное оборудование с нужными техническими характеристиками.

🞢