Вакуумный насос для воды принцип работы

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.

Навигация:

1. Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов
2. Работа пластинчато-роторных насосов
3. Принцип работы насоса ВВН

Два важных условия, которые должен выполнить насос – это создать вакуум определенной глубины, откачав газовую среду из необходимого пространства и сделать это в течении заданного времени. Если какое-то из этих условий не выполняется, то приходится подключать дополнительный вакуумный насос. Так, в случае необеспечения требуемого давления, но за нужный промежуток времени, подключается форвакуумный насос. Он дополнительно снижает давление, чтобы выполнились все необходимые условия. Этот принцип работы вакуумного насоса подобен последовательному подключению. И наоборот, если не обеспечивается скорость откачки, но при этом достигается нужная величина вакуума, то потребуется другой насос, который поможет достичь необходимый вакуум быстрее. Такой принцип работы вакуумного насоса схож с параллельным подключением.

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.

Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Один из типов вакуумных насосов — водокольцевой вакуумный насос, принцип действия его основан на создании герметичности рабочего объема с помощью жидкости, а именно воды.

Рассмотрим подробно водокольцевой вакуумный насос и его принцип работы. Внутри корпуса водокольцевого насоса находится ротор, который смещен относительно центра немного вверх. На роторе размещено рабочее колесо с лопастями, вращающимися во время работы. Внутрь корпуса закачивается вода. При движении колеса лопасти захватывают воду и центробежной силой отбрасывают ее в сторону корпуса. Так как скорость вращения достаточно большая, то в результате образуется водяное кольцо по окружности корпуса. В середине корпуса получается свободное пространство, которое и будет так называемой рабочей камерой.

Примечание. Герметичность рабочей камеры обеспечивает окружающее ее водяное кольцо. Поэтому такие насосы и называются водокольцевыми вакуумными насосами.

Рабочая камера получается серпообразной формы, и она разделяется лопастями колеса на ячейки. Эти ячейки получаются разного размера. Во время движения газ перемещается поочередно по всем ячейкам, направляясь в сторону уменьшения объема и одновременно сжимаясь. Так происходит большое количество раз, газ сжимается до необходимой величины и выходит через нагнетательное отверстие. Когда газ проходит через рабочую камеру, он очищается и выходит наружу уже чистым. Это свойство оказывается очень полезным для откачивания загрязненных сред или насыщенных паром газовых сред. Вакуумный насос во время работы постоянно теряет небольшое количество рабочей жидкости, поэтому в конструкции вакуумной системы предусмотрен резервуар для воды, которая потом по принципу работы возвращается назад в рабочую камеру. Это необходимо еще и потому, что молекулы газа сжимаясь отдают свою энергию воде, тем самым нагревая ее. И чтобы избежать перегрева насоса, вода охлаждается в таком отдельном резервуаре.

Подробно посмотреть, как устроен водокольцевой вакуумный насос и принцип его работы можно на видео, предложенном ниже.

Работа пластинчато-роторных насосов

Пластинчато-роторный вакуумный насос относится к числу масляных насосов. В середине корпуса находится рабочая камера и ротор с отверстиями, который расположен эксцентрично. На роторе установлены лопатки, которые могут перемещаться по этим щелям под воздействием пружин.

Рассмотрев устройство, теперь рассмотрим, какой имеют роторные вакуумные насосы принцип работы. Газовая смесь попадает в рабочую камеру через входное отверстие, продвигается по камере под воздействием вращающегося ротора и лопаток. Рабочая пластина, отталкиваясь пружиной от центра, прикрывает собой входное отверстие, уменьшается объем рабочей камеры, и газ начинает сжиматься.

Примечание. Во время сжатия газа возможно выпадение конденсата за счет насыщения пара.

Когда сжатый газ выходит наружу, вместе с ним выходит и образовавшийся конденсат. Этот конденсат может плохо повлиять на работу всего насоса, поэтому в конструкции пластинчато-роторных насосов еще необходимо предусматривать газобалластное устройство. Схематично посмотреть, как работает роторно-пластинчатый вакуумный насос, принцип работы его, можно на рисунке ниже на примере насоса Busch R5. Как уже упоминалось, пластинчато-роторный насос – это масляный насос. Масло необходимо, чтобы устранить все зазоры и щели между лопатками и корпусом, и между лопатками и ротором.

Масло в рабочей камере смешивается с воздушной средой, сжимается и выходит в масляную емкость. Воздушная смесь более легкая переходит в верхнюю камеру сепаратора, где она окончательно очищается от масла. А масло, вес которого больше, оседает в масляной емкости. Из сепаратора масло возвращается на впуск.

Примечание. Качественные насосы очищают воздух очень тщательно, потерь масла практически нет, поэтому подливать масло в такие насосы необходимо крайне редко.

Принцип работы насоса ВВН

ВВН — водяной вакуумный насос, принцип работы которого такой же, как у водокольцевого вакуумного насоса.

Рабочей жидкостью насосов ВВН является вода. На схеме можно увидеть простой принцип работы насоса ВВН.

Движение ротора насоса ВВН происходит непосредственно двигателем через муфту. Это обеспечивает большие обороты ротору, и как следствие, возможность получения вакуума. Правда, вакуум насосы ВВН могут создать только низкий, из-за этого их называют насосами низкого давления. Простые насосы ВВН могут откачивать газы, насыщенные парами, загрязненные среды, и при этом очищать их. Но состав должен быть неагрессивным, чтобы чугунные детали насоса не повредились в результате реакции с химическим составов газа. Поэтому существуют модели насосов ВВН, детали которых изготовлены из титанового сплава или сплава на основе никеля. Они могут откачивать смесь любого состава, не боясь возникновения повреждений. Насос ВВН, в силу своего принципа работы, выполняется только в горизонтальном исполнении, а газ поступает в камеру сверху по оси.

Вакуумные насосы получили широкое распространение в самых различных отраслях промышленности и науки. Основное применение вакуумных насосов это удаление воздуха или газа из герметично замкнутого объема и создания в нем разряжения . Мы рассмотрим наиболее распространенные типы, характеристики вакуумных насосов их принцип работы и основные применения.

Классификация насосов по диапазону давления

Вакуумные насосы классифицируются по диапазону рабочих давлений на :

• первичные (форвакуумные ) насосы,
• дожимные насосы
• вторичные насосы.

В каждом диапазоне давлений применяются различные типы вакуумных насосов, отличающихся друг от друга по конструкции. Каждый из этих типов имеет свое преимущество по одному из следующих пунтков: возможный диапазон давления, производительность, цена и периодичность и простота технического обслуживания.

Независимо от конструкции вакуумных насосов, основной принцип работы один и тот же. Вакуумный насос удаляет молекулы воздуха и других газов из вакуумной камеры (или из выходного патрубка вакуумного насоса более высокого давления , при подключении последовательно).

При уменьшении давления в камере, последующее удаление дополнительных молекул становится экспоненциально сложнее . Поэтому промышленные вакуумные системы должный охватывать большой диапазон давлений от 1 до Торр. В научной сфере данный показатель достигает торр или ниже.

Выделяют следующие диапазоны давления:

• Низкий вакуум:> от атмосферного давления до 1 торр
• Средний вакуум: от 1 торр до 10-3 торр
• Высокий вакуум: 10-3 торр до 10-7 торр
• Сверхглубокий вакуум: от 10-7 торр до 10-11 торр
• Экстремальный высокий вакуум: < 10-11 торр

Соответствие вакуумных насосов диапазонам давления :

Первичные (форвакуумные ) насосы- низкий вакуум.

Дожимные (бустерные ) насосы — низкий вакуум.

Вторичные (высоковакуумные) насосы: Высокий, сверхглубокий и экстремально высокий вакуум.

Классификация вакуумных насосов по принципу работы с газом

Выделяют две основные технологии работы с газом в вакуумных насосов:

• Перекачка газа
• Улавливание газа

Насосы работающие по технологии перекачки газа подразделяются на кинетические насосы и насосы объемного вытеснения.

Кинетические насосы работают по принципу передачи импульса молекулам газа от высокоскоростных лопастей для обеспечения постоянного перемещения газа от входного патрубка насоса к выходному. Кинетические насосы обычно не имеют герметичных вакуумных камер, но могут достигать высоких коэффициентов сжатия при низких давлениях.

Насосы объемного вытеснения работают путем механического улавливания объема газа и перемещения его через насос. В герметичной камере газ сжимается до меньшего объема при более высоком давлении и после этого, сжатый газ вытесняется в атмосферу (или в следующий насос).

Обычно кинетические и объемные работают последовательно для обеспечения более высокого вакуума и расхода. Например, очень часто турбомолекулярный (кинетический) насос поставляется собранным последовательно с винтовым (объемным) насосом в единую установку.

Насосы работающие по технологии улавливания газа, захватывают молекулы газа на поверхностях в вакуумной системе. Данные насосы работают при меньших расходах, чем перекачивающие насосы, но при этом могут создавать сверхвысокий до торр, и безмасляный вакуум. Улавливающие насосы работают с использованием криогенной конденсации, ионной реакции или химической реакции и не имеют движущихся частей.

Типы вакуумных насосов в зависимости от конструкции

В зависимости от конструкции вакуумные насосы можно разделить на масляные(мокрые) и сухие (безмасляные), в зависимости от того, подвергается ли газ воздействию масла или воды в процессе перекачки.

В зависимости от конструкции вакуумные насосы можно разделить на масляные(мокрые) и сухие (безмасляные), в зависимости от того, подвергается ли газ воздействию масла или воды в процессе перекачки.

В конструкции мокрого насоса используется масло или вода для смазки и / или герметизации. Данная жидкость может загрязнять перекачиваемый газ. Сухие же насосы не имеют жидкости в проточной части и зависят от уплотненных зазоров между вращающимися и статическими частями насоса. В качестве уплотнения чаще всего используют полимер (PTFE) или диафрагму для отделения механизма насоса от перекачиваемого газа. Сухие насосы снижают риск загрязнения системы масла по сравнению с мокрыми насосами.

В качестве первичных (форвакуумных ) насосов чаще всего используются следующие конструкции, описанные ниже.

Первичный форвакуумный насос. Принцип работы. Варианты конструкций

Маслозаполненный ротационный лопастной насос

(мокрый, объемный)

В ротационном лопастном насосе газ поступает во входное отверстие и захватывается эксцентрично установленным ротором, который сжимает газ и передает его в выпускной клапан Подпружиненный клапан позволяет выпускать газ при превышении атмосферного давления. Масло используется для герметизации и охлаждения лопастей. Давление, достигаемое с помощью роторного насоса, определяется количеством ступений. Двухступенчатая конструкция может обеспечивать давление 1 ×10-3 мбар. Производительность составляет от 0,7 до 275 м3/ч.

Водокольцевой вакуумный насос. Конструкция и принцип работы

(мокрый,объемный)

Водокольцевой насос сжимает газ с помощью вращающегося рабочего колеса, расположенного эксцентрично внутри корпуса насоса. Жидкость подается в насос и посредством центробежного ускорения образует движущееся цилиндрическое кольцо. Это кольцо создает серию уплотнений в промежутках между лопастями рабочего колеса, которые и являются камерами сжатия . Эксцентриситет между осью вращения рабочего колеса и корпусом насоса приводит к уменьшению объема между лопатками рабочего колеса и тем самым к сжатию газа и выпуска его его через выходной патрубок. Этот насос имеет простую, прочную конструкцию, так как вал и рабочее колесо являются единственными движущимися частями. Водокольцевой насос имеет большой диапазон мощности и может обеспечивать давление 30 мбар при использовании воды температурой 15 ° С. При использовании других жидкостях возможны и более низкие давления. Диапазон доступных производительностей от 25 до 30 000 м3/ч.

Диафрагменный вакуумный насос

(сухой объемный)

На диафрагменных насосах используется гибкая диафрагма, которая соединена с штоком и попеременно перемещается в противоположных направлениях, так что газ попадает в пространство над диафрагмой и полностью заполняет его. Затем впускной клапан закрывается , а выпускной клапан открывается, чтобы выпустить газ.

Диафрагменный вакуумный насос компактный и очень легко обслуживается. Срок службы диафрагм и клапанов обычно составляет более 10 000 часов работы. Диафрагменный насос используется для поддержки небольших турбомолекулярных насосов в чистом, высоком вакууме. Это насос малой мощности, широко используемый в научно-исследовательских лабораториях для подготовки проб. Типичное предельное давление 5 ×10-3 мбар. Производительность от 0,6 до 10 м3 / ч (от 0,35 до 5,9 фут3 / мин).

Спиральный вакуумный насос

(сухой объемный)

Основными элементами насоса являются спиральные ротор и статор. Расширенный газ попадает в большие круглые пространства, которые сужаются, при достижении центра спирального вращающегося ротора. Уплотнение из полимера PTFE обеспечивает герметичность между спиральными элементами насоса без использования масла в перекачиваемом газе. Достигаемое давление 1 × мбар. Производительность от 5 до 46 м3/ч.

Дожимные (бустерные) насосы

Двухроторный вакуумный насос

(сухой объемный)

Двухроторные насосы в основном используется в качестве дожимных (бустерных) насосов и предназначены для удаления больших объемов газа. Два ротора, не касаясь друг друга, вращаются, чтобы непрерывно передавать газ в одном направлении через насос. Это повышает производительность первичного / форвакуума насоса, увеличивая скорость откачки примерно 7: 1 и улучшает окончательное давление, примерно 10: 1. Бустерные насосы могут иметь два или более роторов. Типичное предельное давление <10-3 Торр может быть достигнуто (в сочетании с первичными насосами). Производительность составляет подобных агрегатов может достигать около 100 000 м3/ч.

Кулачково-зубчатый насос

(сухой объемный)

Кулачково-зубчатый насос имеет два кулачка , которые вращаются в противоположные друг другу стороны. Схема работы вакуумного насоса аналогична роторному насосу, за исключением того, что газ передается в осевом направлении, а не сверху вниз. Очень часто кулачковый и двухроторный насосы применяются в комбинации. На одном общем валу устанавливаются ступени роторов и ступени кулачков. Данный тип насосов предназначен для суровых промышленных условий и обеспечивает высокую производительность. Типичное предельное давление 1 × 10-3 мбар. Производительность же составляет от 100 до 800 м3/ч.

Винтовой насос

(сухой объемный)

Основными рабочими органам агрегата являются два вращающихся винта, которые не касаются друг друга. Вращение переносит газ с одного конца на другой. Винты сконструированы таким образом, что по мере прохождения газа через них пространство между ними становится меньше и газ сжимается, тем самым вызывая пониженное давление на входе. Этот насос обладает высокой производительностью. Винтовой насос может работать со средами, содержащими жидкость и включения , а также хорошо работает при суровых условия. Типичное предельное давление составляет около 1 × 10-2 Торр. Производительность может достигать 750 м3/ч.

Вторичные (высоковакуумные) насосы

Турбомолекулярный насос

(сухой, кинетический)

Турбомолекулярные насосы работают путем переноса кинетической энергии в молекулы газа с использованием высокоскоростных вращающихся угловых лопастей, которые продвигают газ на высоких скоростях. Скорость вращения наконечника лопастей обычно составляет 250-300 м/ с. Получая импульс от вращающихся лопастей, молекулы газа, перемещаются к выпускному отверстию. Турбомолекулярные насосы обеспечивают низкое давление и имеют невысокие параметры производительности. Типичное предельное давление составляет 7,5 х 10-11 Торр. Диапазон производительности от 50 до 5000 л/с. Ступени накачки часто сочетаются со ступенями торможения, что позводяет турбомолекулярным достигать более высоких давлений (> 1 торр).

Диффузионные паромаслянные насосы

(мокрый, кинетический)

Паровые диффузионные насосы передают кинетическую энергию молекулам газа с использованием высокоскоростного нагретого масляного потока, который перемещает газ из входа в выпускное отверстие. Тем самым обеспечивает пониженное давление на входе. Данная конструкция является довольно устаревшей. В значительной степени они вытесняются на рынке более удобными сухими турбомолекулярными насосами. Диффузионные паромаслянные насосы не имеют движущихся частей и обеспечивают высокую надежность. Данный вакуумный насос обладает низкой ценой. Предельное давление менее 7,5 х 10-11 Торр. Диапазон производительности 10 — 50 000 л/с.

Криогенный насос

(сухой, технология улавливания газа)

Криогенные насосы работают путем захвата и хранения газов и паров, а не перекачки их через себя. Данный тип насосов используетт криогенную технологию для замораживания или улавливания газа на очень холодной поверхности (криоконденсация или абсорбция) при температуре 10 ° К до 20 ° К (минус 260 ° С). Эти насосы очень эффективны, но имеют ограниченную емкость для хранения газа. Собираемые газы / пары должны периодически удаляться из насоса, нагревая поверхность. Откачиваются они с помощью другого вакуумного насоса. Этот процесс также известен как регенерация. Криогенные насосы требуют установки дополнительной компрессорной системы охлаждения для создания холодных поверхностей. Эти насосы могут достигать давления 7,5 х 10-10 Торр и имеют диапазон производительности от 1200 до 4200 л/с.

Основные производители вакуумных насосов

Вакуумный насос купить можно производства следующих изготовителей

Вакуумный насос своими руками: пошаговый процесс работы, как сделать вакуумный насос

Вакуумное насосное оборудования широко применяется для решения разнообразных задач бытового и промышленного масштабов. Подобного рода агрегаты используются преимущественно для выкачивания парообразных и газообразных веществ.

Вакуумный насос

Рассматриваемое оборудование очень удобно, однако его стоимость является неприемлемой для многих потенциальных пользователей. Но народные умельцы нашли выход из сложившейся ситуации, научившись собирать вакуумные насосы самостоятельно, преимущественно приспосабливая под это другое оборудование.

Прежде чем приступать к собственноручному изготовлению вакуумного насоса, ознакомьтесь с основными принципами работы и разновидностями таких устройств.

Вакуумный насос

Механизм действия оборудования основан на создании вакуума. В зависимости от предназначения, рассматриваемое оборудование классифицируется на низко-, средне-, высоко- и сверхвысоковакуумные насосы.

В быту же обычно применяются простейшие самодельные конструкции, выполненные на основе обыкновенных насосов, компрессоров и прочего подходящего для этих целей оборудования.

Узнайте, как выбрать насос для скважины, а также рассмотрите основные критерии выбора, из нашей новой статьи.

Модифицирование автомобильного насоса

Насос

Вакуумный насос изготавливается из обыкновенного манжетного насоса, используемого автовладельцами. В качестве основы можно использовать даже простой насос для велосипеда или другой подобный прибор.

В применении сложных технологических приемов и специального оборудования нет необходимости. Переделка автомобильного насоса в полноценное вакуумное оборудование выполняется в несколько этапов.

Первый шаг. Разберите исходный насос.

Разборка ручного автомобильного насоса

Второй шаг. Разверните манжету автомобильного насоса на 180 градусов. За счет изменения положения манжеты воздух будет не накачиваться в емкость, а вытягиваться из нее. Такое оборудование прекрасно подойдет для решения различных задач, не требующих создания глубокого вакуума.

Третий шаг. Соберите агрегат в порядке, обратном разбору.

Разворачиваем манжету

Четвертый шаг. Выполните установку обратного клапана. Для решения данной задачи можно воспользоваться клапаном, принимающее участие в передаче воздуха от нагнетающего компрессора в емкость (аквариум). Этот клапан надо установить между шлангом и непосредственно насосом.

Собираем насосСобираем насос

На этом простой бытовой насос готов. При условии тщательного и правильного выполнения всех приведенных шагов руководства, обеспечения достаточной герметичности каждого сопряжения, подборе подходящего пластикового клапана высокого качества, такой простейший вакуумный агрегат сможет отсасывать до 75-85% от суммарного объема воздуха. Для сравнения – у пылесоса данный параметр во много раз ниже.

Водокольцевой насос

Устройство вакуумного водокольцевого насоса Вакуумный водокольцевой насос

Относится к категории низковакуумного насосного оборудования. Конструкция представляет собой корпус с установленными внутри пластинами. Пластины крепятся к ротору. При погружении пластин в жидкость (чаще всего это вода) происходит изменение ее объема.

В процессе работы оборудования создаются условия, достаточные для обеспечения 90-95-процентного вакуума. Для повышения показателя нужно заменить воду другой жидкостью, имеющей более высокую точку кипения, и обеспечить охлаждение откачиваемого воздуха.

Среди преимуществ такого вакуумного насоса нужно обязательно выделить его высокий моторесурс, обеспечивающийся отсутствием трущихся уплотнителей и предельной простотой конструкции.

Но есть у водокольцевого агрегата и ряд недостатков, а именно:

• необходимость организации улавливания и утилизации либо же рециркуляции теряющейся рабочей жидкости с включением отходящих газов;
• необходимость регулярного пополнения объема рабочей жидкости в оборудовании;
• необходимость обеспечения охлаждения применяемой жидкости для уменьшения давления образующихся паров.

Сборка водокольцевого вакуумного насоса выполняется в несколько простых шагов.

Деталь вакуумного насоса

Первый шаг. Подготовьте корпус подходящего размера. Корпус насоса должен иметь цилиндрическую форму.

Второй шаг. Поместите внутрь корпуса вал с закрепленным рабочим колесом. Колесо должно быть оснащено лопастями сравнительно небольшого размера.

Третий шаг. Обеспечьте подачу рабочей жидкости в корпус насоса. Жидкость должна подаваться так, чтобы под ее воздействием лопасти вращались. Образованная центробежная сила заставит жидкость направиться к стенкам корпуса, а в центре устройства создастся вакуум.

Подобные насосы обычно применяются в сельском хозяйстве и на производстве, в городской квартире от них вряд ли будет какая-либо польза, но владельцу частного дома такой агрегат может пригодиться.

Водокольцевой

Узнайте, как правильно выбрать насосную станцию, а также ознакомьтесь с нюансами оборудования, из нашей новой статьи.

Модифицирование аквариумного компрессора

Компрессор

При необходимости обеспечения более высокого показателя разреженности можете использовать оборудование, созданное на основе бытового компрессора, способного нагнетать воздух под высоким давлением.

В переделывании аквариумного компрессора нет никаких сложностей. Сферы использования подобных приборов довольно многогранны. К примеру, некоторые хозяева применяют такие насосы для устранения специфического аромата, возникающего в процессе перегонки спирта.

Также подобного рода вакуумные насосы подходят для выполнения разного рода экспериментов, при проведении которых должно создаваться некоторое разрежение в перегонных кубах и разнообразных бродильных емкостях.

Разберите компрессор

Первый шаг. Открутите крепления с корпуса используемого компрессора. В этом вам поможет отвертка.

Второй шаг. Разберите внутри компрессора узел, в составе которого присутствует элемент с клапанами.

Третий шаг. Отпилите угол корпуса в месте, удобном для подведения насосного шланга. Соберите упомянутый узел компрессора в обратном порядке и вставьте его в корпус в соответствии с подготовленным отверстием.

Часть для модернизации отмечена красным

Четвертый шаг. Подготовьте в нижней стенке детали отверстие для удаления конденсата и случайно проникшей внутрь воды.

Пятый шаг. Обустройте систему отведения газов из вакуумного насоса. Для этого используйте клей и трубку подходящих размеров.

В результате устройство, собранное в обратной последовательности, будет откачивать воздух вместо его нагнетания.

Меняем клапаны местами

При разрежении, создаваемом таким оборудованием, можно будет уменьшать температуру кипения рабочих жидкостей.

При этом обязательно учитывайте тот факт, что в процессе выполнения подобной работы через агрегат будут проходить образующиеся пары, что категорически нежелательно. Поэтому в состав системы надо обязательно включить отстойник и ресивер – они будут способствовать осушению воздуха.

Руководство по использованию вакуумного насоса

Руководство по использованию вакуумного насоса

Порядок применения вакуумного насоса будет рассмотрен на примере откачки воды из аквариума. В целом же особенности использования такого оборудования остаются практически одинаковыми для большинства ситуаций.

Подготовьте необходимые приспособления. Вам понадобится:

• ядро насоса;
• тройник;
• сопло и штуцер.

Вставьте в отверстие тройника сопло. Его вы можете предварительно сделать из трубки подходящего размера. Далее вам нужно навинтить штуцер на кран с предварительно созданной резьбой, а затем натянуть отрезок шланга. Не рекомендуется использовать шланг длиной больше 100 мм.

Цены на популярные компрессоры

После этого вам нужно вставить ядро насоса во второй конец шланга. С противоположной же стороны насосного ядра выполните подключение короткого шланга для отведения жидкости в канализацию.

Подключите шланг к основному отводу пластикового тройника, а затем запустите подсоединенный шланг в емкость с водой.

При этом к концу шланга необходимо присоединить аквариумный сифон для предотвращения затягивания земли в вакуумный агрегат.

В результате система будет работать в следующем порядке:

• вы открываете кран;
• в систему поступает вода;
• в шланге создается разрежение;
• вода откачивается из аквариума.

После того как необходимое количество жидкости будет откачано, вам останется перекрыть поступление жидкости при помощи крана и достать сифон из емкости.

Узнайте, как выбрать насос для повышения давления воды, а также рассмотрите способы его применения, из нашей новой статьи.

Теперь вы имеете представление о порядке самостоятельного изготовления различных моделей вакуумных насосов. Полученная информация позволит вам сделать насос собственными силами и сэкономить достаточно существенную сумму на покупке готового устройства заводского изготовления.

Удачной работы!

Вакуумный насос своими руками: несколько вариантов изготовления самодельной вакуумной помпы

Вакуумные насосы, которые предназначены для откачивания воздуха и газов из окружающей среды, ограниченной определенным объемом, активно используются не только в различных отраслях промышленности, но и в быту. Приобретение серийных моделей такого оборудования связано с достаточно серьезными финансовыми затратами, поэтому есть смысл рассмотреть варианты изготовления вакуумного насоса своими руками.

Пластинчато-роторный моноблочный масляный вакуумный насос, предназначенный для откачки из герметичных сосудов воздуха, газов или пара

Для того чтобы самостоятельно изготовить вакуумный насос для откачки воздуха, можно воспользоваться одной из нескольких конструктивных схем. Выбирать их следует в соответствии с задачами, которые должно решать такое техническое устройство. Кроме того, для ответа на вопрос о том, как сделать вакуумный насос своими руками, нужно разобраться в конструкции такого устройства, а также в принципе его действия.

Применение в быту

Для чего в домашних условиях может пригодиться устройство, способное создать вакуум? Используя вакуум в домашних условиях, можно решать различные задачи. Так, откачивая воздух из полиэтиленовых пакетов с одеждой, постельным бельем, подушками и другими вещами, можно значительно уменьшить размеры такой упаковки, сэкономив место в шкафу или в гардеробной комнате. Кроме того, находясь в вакуумной упаковке, вещи и белье, изготовленные из различных материалов, надежно защищены от моли и плесени.

Аккумуляторный ручной вакууматор используется для упаковки продуктов питания

Используются бытовые вакуумные насосы для откачки воздуха и при организации хранения продуктов питания. Помещаемые в полиэтиленовые пакеты, из которых откачивается воздух, продукты питания долго не портятся и некоторое время могут храниться даже без заморозки, при комнатной температуре.

Многие домашние мастера используют воздушные вакуумные насосы для того, чтобы ламинировать пленкой ПВХ элементы мебельных конструкций, а также изделия любого другого назначения, изготовленные из различных материалов.

С помощью компрессора вакуумного типа можно выполнять откачивание газов, пара и жидких сред, восстанавливать герметичность различных бытовых приборов, систем кондиционирования и охлаждения, элементов технического оснащения автотранспортных средств.

Бытовая вакуумная помпа для откачки масла из двигателя

Типы вакуумных насосов по уровню создаваемого ими отрицательного давления

Сферу применения вакуумного насосного оборудования определяют технические характеристики, которыми оно обладает. Основной из таких характеристик, на которую следует обращать особое внимание, выбирая насос вакуумный, является уровень создаваемого им давления. Так, в зависимости от данного параметра устройства для выкачки воздуха могут относиться к одному из следующих типов:

• вакуумные насосы низкого давления;
• устройства, способные создавать давление среднего уровня;
• насосы высокого давления;
• вакуумные насосы, создающие сверхвысокое давление.

Насосы АВПР для создания низкого и среднего вакуума

Такая градация вакуумного насосного оборудования актуальна для промышленных моделей. В бытовых условиях, как правило, применяют простейшие самодельные устройства, для изготовления которых могут быть использованы:

• велосипедный или автомобильный воздушный насос;
• обычный медицинский шприц;
• автомобильный, аквариумный и холодильный компрессоры.

Принцип работы любого вакуумного насоса достаточно прост: заключается он в откачивании воздуха или газа из окружающей среды, ограниченной определенным объемом. Чтобы воздух не попадал обратно в тот объем, из которого он откачан, в конструкции любого вакуумного насоса используется обратный клапан.

Итак, если вы решили изготовить вакуумную помпу своими руками, следует сначала определиться с целями использования такого устройства, а только затем выбирать подходящую конструктивную схему.

Из автомобильного насоса

Изготовить простой, но достаточно эффективный ручной вакуумный насос можно из автомобильного или даже велосипедного манжетного насоса. Для того чтобы такой насос превратить в полноценный вакуумный, не потребуется использование специального оборудования и сложных манипуляций, все выполняется очень просто.

Лучше всего подходит классический и проверенный не одним поколением ручной автомобильный насос

Из автомобильного насоса вакуумная помпа делается по следующему алгоритму.

1. Автомобильный насос разбирается на отдельные комплектующие.
2. Манжета насоса снимается со штока и разворачивается на 180°, в результате при перемещении этого элемента по рабочей камере устройства воздух будет не выталкиваться из патрубка, а всасываться в него.
3. Осуществляется сборка насоса в обратной последовательности.
4. На патрубок устройства устанавливается обратный клапан для вакуумного насоса. Задача такого клапана заключается в том, чтобы пропускать воздух от емкости к насосу, но не давать ему двигаться в обратном направлении.

Постарайтесь не повредить резиновую манжету при съемке

Так как манжета будет устанавливаться наоборот, нужно снять фаску на поршне, чтобы выровнять диаметры

Манжета одевается на поршень юбкой в противоположную сторону и смазывается

Подсоединив к обратному клапану шланг, можно начинать пользоваться таким вакуумным насосом. Если все действия по разборке автомобильного насоса, его переделке и последующей сборке выполнены правильно и аккуратно, самодельный вакуумный насос, оснащенный качественным обратным клапаном, в состоянии откачивать 75–85 % всего объема воздуха, содержащегося в резервуаре или емкости.

Подсоединятся штуцер с обратным клапаном и вакуумный насос готов

Из медицинского шприца

Узнав о том, как сделать насос из шприца, можно, используя очень недорогие расходные материалы, изготовить устройство для откачивания небольших объемов газа или жидкостей. Для того чтобы сделать такое устройство, которое может оказаться полезным во многих ситуациях, потребуются следующие расходные материалы и комплектующие:

• тройник, изготовленный из пластика;
• трубка из гибкого полимерного материала, диаметр которой должен совпадать с диаметрами отверстий в шприце и тройнике;
• два обратных клапана (в этом качестве можно использовать устройства, которыми оснащают аквариумные компрессоры);
• медицинский шприц, от объема которого будет зависеть мощность изготавливаемого вакуумного насоса.

Полимерная трубка должна плотно сидеть на тройнике

Из медицинского шприца вакууматор своими руками изготавливается в следующей последовательности.

1. Гибкая полимерная трубка нарезается на отрезки длиной примерно 10 см, каждый из которых подсоединяется к тройнику таким образом, чтобы они максимально плотно облегали его носики. После соединения трубок с тройником к одной из них, располагающейся под прямым углом к двум остальным, также максимально плотно подсоединяется носик шприца.
2. Концы двух трубок, расположенных друг напротив друга, соединяются с обратными клапанами, один из которых должен пропускать воду только по направлению к тройнику, а второй – только от него. Ориентироваться при установке обратных клапанов следует на стрелки, нанесенные на корпуса таких устройств.

Стрелки на клапанах не должны смотреть друг на друга

Использовать простейшую вакуумную помпу, изготовленную из медицинского шприца, можно для перекачивания воды из одного сосуда в другой. При этом в перекачиваемую жидкость погружается обратный клапан, который пропускает воду только к тройнику, а в пустую емкость тот, который обеспечивает движение жидкой среды только от тройника. Чтобы привести такой вакуумный ручной насос в действие, достаточно начать перемещать поршень шприца.

Чтобы проверить работу насоса, попробуйте перекачать воду из одной чашки в другую

Из аквариумного или автомобильного компрессора

В тех случаях, когда требуется устройство, способное создавать вакуум с более высокими показателями, чем это могут обеспечить вышеописанные агрегаты, актуальным будет вакуумный насос из компрессора для автомобилей или аквариумов. Следует отметить, что вакуумный насос своими руками из компрессора автомобильного или аквариумного изготавливается достаточно просто.

1. Корпус компрессора разбирается, в нем выполняется отверстие, через которое из внутренней части устройства будет отводиться конденсат.
2. Клапаны в соответствующем узле устройства просто меняются местами.
3. Патрубок насоса, по которому в него будет поступать откачиваемый воздух, оснащается воздушным фильтром, необходимый для защиты устройства от попадания в его внутреннюю камеру влаги и пыли.
4. Механизм насоса собирается в обратной последовательности и помещается в корпус.

Конструкция аквариумного компрессора очень проста, а модернизировать нужно только один узел

В этом узле необходимо просто поменять клапана местами и, возможно, немного обрезать уголок корпуса

После выполнения вышеописанных действий вакуумный компрессор при подключении к сети электропитания будет не нагнетать, а откачивать воздух.

Из компрессора от холодильника

Для изготовления более мощного устройства, чем вакуумный насос из автомобильного компрессора, можно использовать компрессорный узел от холодильника. Холодильный агрегат необходимо освободить от конденсатора и испарителя, просто перерезав медные трубки, при помощи которых такие приборы соединяются с компрессором. Кроме того, решив изготовить насос вакуумного типа из компрессора холодильника, следует иметь в виду, что его необходимо будет оснастить ресивером и отстойником для сбора конденсата.

Компрессорный узел от старого холодильника

Подключается и подготавливается к запуску вакуумная установка, изготавливаемая из компрессора от холодильника, следующим образом.

1. В компрессор через специальную трубку заливается обычное масло.
2. На трубку устройства, через которую в него будет поступать воздух, устанавливается пылеулавливающий фильтр.
3. Трубка нагнетания воздуха через разветвитель подключается к ресиверу.

Самодельное устройство на базе компрессора от холодильника можно использовать как приспособление для откачки масла из двигателя через отверстие под щуп

Использовать такое устройство можно и как обычный компрессор, и как вакуумный насос, для этого достаточно соответствующим образом подключить шланги устройства к ресиверу и к магистрали, по которой осуществляется забор воздуха.

Изготовление водокольцевого или низковакуумного насоса

Задумываясь над тем, как сделать вакуумную камеру или пресс, вакуум в котором обеспечивает требуемое давление на заготовку, следует иметь в виду, что для их оснащения потребуется более мощное насосное оборудование. Таким оборудованием, в частности, является водокольцевой или низковакуумный насос, при помощи которого создается 90–95 % вакуума. Чтобы устройства данного типа создавали еще больший вакуум, вода, используемая в них в качестве рабочей жидкости, заменяется на жидкую среду, характеризующуюся более высокой точкой кипения.

Основные элементы вакуумного водокольцевого насоса

Работают такие устройства, которые оптимально подходят для пресса вакуумного типа, по принципу центробежного насоса. Основным рабочим органом последнего является колесо с лопатками. При вращении такого колеса вместе с подаваемой в насос водой в центральной части рабочей камеры создается область низкого давления, что и способствует всасыванию воздуха через входной патрубок.

Чертеж вакуумного водокольцевого насоса

Вакуумная камера своими руками (как и все комплектующие для пресса вакуумного типа) может быть изготовлена в условиях домашней мастерской, оснащенной всем необходимым оборудованием и инструментами.

Виды вакуумных насосов и принцип их действия

Все насосные устройства, предназначенные для создания вакуума в замкнутом объеме, делятся на три основных типа:

• устройства водокольцевого типа;
• пластинчато-роторные вакуумные насосы;
• насосы мембранно-поршневого типа.

Принцип работы вакуумного насоса водокольцевого типа

Принцип действия насосов водокольцевого типа основан на том, что их механизм, вращаясь в окружающей его жидкости, создает разрежение воздуха в центре камеры лопастного механизма, что и обеспечивает всасывание воздуха через входной патрубок оборудования.

Принцип действия и устройство пластинчато-роторного вакуумного насоса

Вакуумные насосы пластинчато-роторного типа, которые, как правило, изготавливаются в двухкамерном исполнении, работают за счет того, что газовая среда при помощи роторного механизма нагнетается из одной камеры устройства в другую.

Схема поршневого вакуумного насоса типа ВНК-6

Насосы мембранно-поршневого типа, отличающиеся универсальностью, оснащаются клапанами и поршневой системой. Поршни, совершая возвратно-поступательные движения в рабочей камере, то снижают давление воздуха, то увеличивают его, что и способствует всасыванию воздушной среды через входной патрубок устройства и ее выталкиванию через выпускной патрубок. Система клапанов в конструкции вакуумных насосов данного типа обеспечивает движение воздуха в одном направлении.

Любой из перечисленных выше типов вакуумного насосного оборудования можно изготовить своими руками, поскольку в интернете сегодня легко найти видео, демонстрирующие процесс изготовления таких устройств.

Audi 80 2.0D CN QUATTRO Геккон ›
Бортжурнал ›
Электрический вакуумный насос

В дизельном двигателе в отличии от бензинового отсутствует (точнее он там есть но очень маленький и не постоянный) вакуум во впускном коллекторе по причине отсутствия дроссельной заслонки. В связи с этим у меня возникла проблема — где взять вакуум для вакуумного усилителя тормозов… На 4-х цилиндровых дизелях VAG стоит механический вакуумный насос на том месте где у бензинового стоит трамблер…

4-х цилиндровый двигатель

5-ти цилиндровые дизеля ставили только на Audi 100 с2, c3, c4, A6 c4…в кузове «с4» стоит механический вакуумный насос на ГБЦ и приводится в действие от распредвала через толкатель впрочем как и на моем бензиновом NG…

5-ти котловый агрегат AAS AAT или AEL мой бывший NG

на 100 с3 хитрая система которая включает «грушу» и насос гидроусилителя…

родная система CN

на 100 с2 отдельный насос приводимый в движение от распредвала через ремень…

старая система CN

Ни одна из представленный выше систем мне не подошла по тем или иным причинам, поэтому пришлось идти по другому пути а именно устанавливать электрический вакуумный насос…

VW AUDI

Найти этот насос не так то просто, так как большинство продавцов и разборок не понимают вообще что это, для чего оно и где оно стоит…а те кто знает валят космические суммы…Но мне удалось найти его по нормальной(для него) цене да еще и с ауди))) …правда сначала продавец мне выслал гидравлический насос от АБС )))…Такие насосы устанавливались и устанавливаются на многие авто и не только концерна VAG…приобрел я его год назад тогда цены на новую деталь варьировались от 3000 и до 20000грн. …почему такая разница? – да потому что все зависит от того на каком авто вы ездите, если это VW то на тебе насос за 3000грн., а если Bentley то извини 20000 ))) – хотя детали то практически одинаковые…

Работает у меня все это дело при нажатии на педаль тормоза в независимости от того включено зажигание или нет. На трубке соединяющей насос с усилителем тормозов оставил обратный клапан
который позволяет подольше сохранятся вакууму внутри.

обратный клапан, присутствие обязательно

Подключил я все по уму…провода, реле, разъем для реле, предохранитель – все взято с запасной проводки и только «выключатель стоп сигнала» был куплен от ВАЗ-2108 – в будущем поменяю его на аудюшный так как думается мне что он понадежней будет! Разъем на самом насосе заменил на разъем от датчика детонации.

моменты сборки проводки …и релюшка … сделал свой разъем…взял от старого датчика детонации предохранитель тоже в штатное место… схема

Крепление насоса под капотом откровенно заколхозил, на работоспособность это не влияет но для эстетического внешнего вида в будущем все поменяю и место его расположения тоже.

…крепление пока такое…

Затраты:
— Электрический вакуумный насос тормозной системы VW Audi 8E0 927 317A – 950грн. (на июль 14 года)
— проводка, реле, разъем реле, предохранитель – понасшкребал по сусекам)
— выключатель стоп сигнала ВАЗ-2108 (лягушка) — 35 грн.

Вакуумный насос для авто

Наиболее распространенными видами автомобильных двигателей считаются бензиновые и дизельные моторы. Опытные водители и специалисты легко определят разницу между дизельным и бензиновым двигателем по одному только звуку работающего мотора. Вакуумный насос выступает одним из принципиальных отличий между данными видами.

По сравнению с бензиновым двигателем, в большинстве дизельных моторах применяется подобный вид насосов. Главной причиной выступает отсутствие системы дроссельной заслонки во впускном коллекторе.

Дополнительно отметим, что в редких случаях может встречаться дизельный мотор, в эксплуатации которого принимает участие дроссельная заслонка. В дизельных моторах необходимое для усилителя разряжение образуется при помощи насоса.

Принцип работы вакуумного насоса для прокачки тормозной системы

Вакуумный насос для автомобиля (как эти: https://bipauto.com.ua/tormoznaja-sistema/vakuumnyj-nasos) – это особый механизм, который необходим для откачки и удаления паров и газов, чтобы поддерживать нужное давление. В случае с дизельным мотором, насос необходим для получения разрежения и его применения в прокачки тормозной системы.

Принцип работы данного элемента может иметь существенные различия. Все будет зависеть от конкретного вида насоса. Если рассмотреть основные принципы работы насоса, то можно выделить следующие моменты.

Ротор с лопастью находится в насосе и разделяет его на две функциональные части. В процессе работы вращающийся ротор приводит в подвижность имеющуюся лопасть. По ходу движения лопасти, одна из функциональных частей насоса увеличивается, а вторая уменьшается. Из вакуумной системы осуществляется забор воздуха со всасывающей стороны.

Далее воздух вытесняется, попутно проходя через определенный канал. Выталкиваемый воздух может дополнительно применяться для охлаждения соседних деталей и даже самого двигателя. Система функционирования насоса предполагает и прием масла.

Масло выполняет функцию уплотнителя лопасти насоса и смазки деталей. Функционирование вакуумного насоса для прокачки тормозной системы происходит при помощи коленчатого и распределительного вала.

Неисправности и замена вакуумного насоса

На необходимость того, что вам придется купить вакуумный насос для вашего автомобиля в Украине, будут указывать следующие моменты:

• хрипящие/шипящие звуки воздуха;
• некорректная работа обогревателя;
• для выжимания педали тормоза понадобятся куда большие усилия.

Для исправления поломки для начала необходимо понять, где находится вышедший из строя насос. Далее нужно демонтировать его и произвести установку новой детали, предусмотренной для вашей марки и модели авто. После процесса установки обязательно проверить корректность работы тормозов. Это необходимо для того, чтобы быть уверенным в стабильной работе системы вакуума. Завершающим этапом будет проверка работоспособности тормозной системы и системы вакуума во время движения автомобиля.

>Вакуумный насос

Вакуумный насос — устройство, служащее для удаления (откачки) газов или паров до определённого уровня давления (технического вакуума).

История развития вакуумной техники

Началом научного этапа в развитии вакуумной техники можно считать 1643 г., когда Торричелли впервые измерил атмосферное давление. Около 1650 года Отто фон Герике (Otto von Guericke) изобретает механический поршневой насос с водяным уплотнителем. Изучалось поведение различных систем и живых организмов в вакууме.

Наконец, во второй половине XIX в. человечество шагнуло в технологический этап создания вакуумных приборов и техники. Это было связано с изобретением ртутно-поршневого насоса в 1862 году и потребностью в вакуумировании со стороны нарождающейся электроламповой промышленности. Начинают изобретаться такие вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Дж. Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913); манометры: компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой (М. Пирани, 1909), ионизационный (О. Бакли, 1916).

В СССР становление вакуумной техники началось с организации вакуумной лаборатории на ленинградском заводе «Светлана». Началось бурное развитие электроники и новых методов физики.

Принципы работы

Объёмные насосы осуществляют откачку за счёт периодического изменения объёма рабочей камеры. В основном они используются для получения предварительного разрежения (форвакуума). К ним относятся поршневые, жидкостно-кольцевые, ротационные (вращательные). Наибольшее распространение в вакуумной технике получили вращательные насосы.

Схема ротационного насоса: 1, 3 — лопасти, 2 — кожух.

К высоковакуумным механическим насосам относятся: пароструйные насосы (парортутные и паромасляные), турбомолекулярные насосы. Молекулярные насосы осуществляют откачку за счёт передачи молекулам газа количества движения от твёрдой, жидкой или парообразной быстродвижущейся поверхности. К ним относятся водоструйные, эжекторные, диффузионные молекулярные насосы с одинаковым направлением движения откачивающей поверхности и молекул газа и турбомолекулярные насосы с взаимно перпендикулярным движением твёрдых поверхностей и откачиваемого газа.

Классификация

Вакуумные насосы классифицируют как по типу вакуума, так и по устройству. Область давлений, с которой имеет дело вакуумная техника, охватывает диапазон от 105 до 10−12 Па. Степень вакуума характеризуется коэффициентом Кнудсена K n {\displaystyle Kn} , величина которого определяется отношением средней длины свободного пробега молекул газа к линейному эффективному размеру вакуумного элемента Lэф. Эффективными размерами могут быть расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами прибора.

Вакуумные насосы по назначению подразделяются на сверхвысоковакуумные, высоковакуумные, средневакуумные и низковакуумные, а в зависимости от принципа действия — на механические и физико-химические. Условно весь диапазон давлений для реальных размеров вакуумных приборов может быть разделён на поддиапазоны следующим образом:

• Низкий вакуум λ << Lэф Kn ≤ 5⋅10−3 Давление 105…102 Па (103…100 мм рт. ст.)
• Средний вакуум λ ≥ Lэф 5⋅10−3 < Kn <1/3 Давление 102…10−1 Па (100…10−3 мм рт. ст.)
• Высокий вакуум λ > Lэф Kn ≥ 1/3 Давление 10−1…10−5 Па (10−3…10−7 мм рт. ст.)
• Сверхвысокий вакуум λ >> Lэф Kn >> 1/3 Давление 10−5 Па и ниже (10−7…10−11 мм рт. ст.)

Классификация насосов по конструктивному признаку

• Механические
  • Поршневые (в том числе ртутно-поршневые)
  • Диафрагменные
  • Пластинчато-роторные (в том числе водокольцевые)
  • Винтовые
  • Рутса
  • Золотниковые
  • Спиральные
• Магниторазрядные
• Струйные
  • Паромасляные диффузионные
  • Паромасляные бустерные
• Сорбционные
• Криогенные

Вакуумные насосы также делят по физическим принципам их работы на газопереносные насосы и газосвязывающие насосы. Газопереносные насосы транспортируют частицы либо через некий рабочий объём (Поршневые насосы), либо путём передачи механического импульса частице (за счет столкновения). Некоторые насосы нуждаются в молекулярном течении переносимого вещества, другие — в ламинарном. Механические насосы подразделяются на объёмные и молекулярные.

Применения

Для получения той или иной степени вакуума требуются соответствующие насосы или их комбинация. Выбор насоса определяется родом и количеством пропускаемых насосом газов и диапазоном рабочих давлений насоса и его параметрами. Не существует такого насоса, с помощью которого можно было бы обеспечить получение вакуума во всем диапазоне давлений с приемлемой эффективностью.

Примечания

1. В. П. Борисов (Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН.), ИЗОБРЕТЕНИЕ, ДАВШЕЕ ДОРОГУ ОТКРЫТИЯМ: В 2002 г. исполнилось 400 лет со дня рождения изобретателя вакуумного насоса Отто фон Герике. // ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 73, № 8, с. 744—748 (2003)
2. В. П. Борисов, Изобретение вакуумного насоса и крушение догмы «Боязни Пустоты» // Вопросы истории естествознания и техники, № 4, 2002
3. *Борисов В.П. Глава 4. Формирование основ современной вакуумной техники // Вакуум: от натурфилософии до диффузионного насоса. — М.: НПК «Интелвак», 2001.
4. «Светлана»: История Ленинградского объединения электронного приборостроения «Светлана» — Л.:Лениздат, 1986. — 246 с., ил.
5. nano.nnov.ru/UserFiles/seminar/92_pestov.ppt Понятие вакуума. Вакуумная техника. // ИФМ РАН

Литература

• Вакуумные системы технологического оборудования — МГИУ, 2010 — ISBN 9785276018003, глава 3 Вакуумные насосы и агрегаты, 3.1 Классификация и общие положения
• Л. Н. Розанов «Вакуумная техника», — Москва: Высшая школа, 1982г;
• Б. И. Королёв «Основы вакуумной техники», 1958 г.
• Е. П. Шешин «Вакуумные технологии», — М.: Интеллект, 2009 г.
• Ворончев Т. А., Соболев В. Д. Физические основы электровакуумной техники. — М., Высшая школа, 1967. — 351 с.

Ссылки

• На Викискладе есть медиафайлы по теме Вакуумный насос

Вакуумные насосы являются инструментом для создания разряженного пространства в системе. С их помощью производят перемещение жидкостей, воздуха, пара и других газообразных сред. Все они имеют различный принцип работы, о которых пойдет речь в статье.

Навигация:

1. Принцип работы водокольцевых вакуумных насосов
2. Работа пластинчато-роторных насосов
3. Принцип работы насоса ВВН

Водокольцевые вакуумные насосы предназначены для перекачивания воды и газов. Корпус установок данного типа имеет цилиндрическую форму. Внутри него имеется ротор с лопатками, который вращается за счет действия электрического двигателя и, в заведенном состоянии, центробежной силы.

В ходе вращения ротора лопатками происходит захватывание жидкости и отбрасывание к корпусу. При этом в пространстве между лопастями образуются кольца, из-за которых насосы называются водокольцевыми. Рабочая полость установки – пространство, возникающее между колесом и корпусом. Лопатками оно разбивается на ячейки различного объема.

Всасывание происходит в процессе увеличения объема определенной ячейки, ограниченной лопатками. В процессе уменьшения ячейки жидкость сжимается и нагнетается. Во время сжатия в установке газа, происходит отвод тепла. При этом газ при сжатии не меняет температуру, в то время как рабочая жидкость становится теплее. Это обуславливает необходимость постоянно ее обновлять. Подача рабочей жидкости организуется посредствам всасывающего патрубка. В некоторых случаях она может организовываться посредствам гидравлическое уплотнение вала. После того, как рабочая жидкость с газом проходят через рабочую зону, они выходят через нагнетательное окно.

Благодаря тому, что водокольцевые насосы имеют простой принцип работы, они просты в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Среди двигающихся частей агрегата только рабочее колесо с лопатками. Для того чтобы свести к минимуму трение деталей, между рабочими поверхностями имеются зазоры. Высокая надежность водокольцевого насоса обусловлена отсутствием шестереночных передач, клапанов и других изнашиваемых деталей. В них не используются вакуумные масла, отсутствует система смазки. Уплотнение зазоров происходит за счет рабочей жидкости, которая так же обеспечивает смазку сальников вала.

При помощи водокольцевых насосов можно производить равномерную откачку и подачу неагрессивных газов. С их помощью можно отсасывать и параллельно подавать в вакуумную систему. Благодаря тому, что процесс сжатия является изотермическим, с его помощью можно перекачивать ацетилен, углекислый газ, хлор и другие газы.

Увеличение производительности водокольцевого насоса наблюдается при конденсации водяных паров. При этом установки данного типа имеют невысокую производительность. Зачастую они могут использоваться как форвакуумные установки.

Пластинчато-вакуумные насосы предназначены для создания в системе, оборудовании вакуума низкой, средней и высокой глубины. Одноступенчатые насосы способны создавать давление в системе со значением 2000 Па. Двухступенчатые способны создавать давление в системе со значением 1000 Па. Благодаря тому, что они имеют высокую производительность, могут использоваться на промышленных предприятиях. Быстродействие некоторых установок составляет 1500 м3/час.

Существуют сухие пластинчато-роторные насосы, которые не способны создавать глубокое давление, то обладают таким же быстродействием. Основным их преимуществом является то, что в процессе работы они не выделяют веществ, которые могут загрязнять газовую смесь.

Корпус пластинчато роторного насоса имеет цилиндрическую форму. Внутри него находится ротор с лопастями, которые при вращении осуществляют нагнетание воздушной смеси. Они изменяются в длине за счет пружин.

Принцип работы пластинчато-роторного насоса по этапам:

1. Воздушная или газовая смесь поступает в рабочую камеру за счет разряжение.
2. Лопасти ротора начинают проталкивать воздух по кругу в рабочей камере.
3. Происходит изоляция воздуха во время его отсечения пластинами. Пластины плотно прижаты к корпусу благодаря действию пружины, которая установлена на них.
4. Воздушная смесь продолжает движения за счет пластин, которые разжимаются под действием пружин. Это происходит из-за того, что ротор имеет эксцентричное расположение. Т.е. он смещен относительно центра. Во время перемещения в основном рабочем объеме газ продолжает сжиматься, происходит насыщение паром и образование конденсата.
5. В конечном итоге сжатая смесь выходит из рабочей камеры. В результате высокой скорости вращения и постоянного сжатия газа происходит накапливание конденсата, который необходимо выводить из системы.

В большинстве пластинчато-роторных насосов используется вакуумное масло. Такие установки относятся к масляным вакуумным насосам. Те агрегаты, в которых оно не используется, называются сухими. Вакуумное масло необходимо для того, чтобы зазоры между рабочими лопатками и корпусом уплотнялись, не пропуская воздушную смесь.

В рабочую зону вакуумное масло попадает из специального резервуара. Там оно смешивается с газом, который подвергается откачиванию. При выходе из рабочей камеры масло обратно возвращается в резервуар. Это происходит за счет того, что в насосе имеется сепаратор и газовая смесь уходит в него, а вакуумное масло стекает назад. При прохождении через сепаратор воздушная смесь подвергается очистке.

Одна из основных проблем, которая возникает при работе пластинчато-роторного насоса, — это конденсат. Для того чтобы эффективно избавлять от него установки могут оснащаться газобалластным устройством. Необходимо помнить, что оно немного ухудшает возможности насоса. Показатель предельного остаточно давления при его использовании возрастает. Но этот недостаток отходит на второй план перед тем, что установка с газобалластным устройством имеет длительный срок службы. Менять вакуумное масло также приходится реже.

Длительны срок службы насосов ВВН достигается благодаря тому, что в качестве рабочей жидкости используется вода. Она оказывает смазочный эффект для основных двигающихся элементов установки. Установки медленно изнашиваются из-за отсутствия в системе соприкасающихся деталей, кроме подшипника.

Электродвигатель ВВН заставляет двигаться ротор с лопастями, который в свою очередь создает центробежную силу. После включения в устройство начинает поступать вода, которая заполняет часть рабочего пространства. При работе вода начинает прижиматься к стенкам, оставляя место для перекачиваемых газов.

За счет того, что в насосе создается разница давлений, газовая смесь продвигается в середину установки. Из-за наличия в системе жидкости, газ во время движения очищается и походит через ячейки. Постоянное вращение ротора позволяет осуществлять непрерывную перекачку смеси. Через установку могут проходить газы различных типов, в том числе взрывоопасных. Благодаря этой особенности они используются предприятиями химической промышленности. В действии они просты, поэтому не требуют особенных знаний для проведения технического обслуживания.

Чаще всего на предприятиях используются насосы серии ВВН. Различные модели имеют свои технические характеристики. Для сравнения рассмотрим модели серии. Установка ВВН 1-12 оснащается двигателем, который имеет мощность 22 кВт. Количество заливаемой жидкости в установку составляет 1,4 м3/ч. Ротор вращается со скоростью 1000 об/мин.

Более производительные установки данной серии это; ВВН 1-3, ВВН 2-50, ВВН 70-А. Первая модель потребляет около 7 л/мин и ее производительность составляет 3,3 м3 мин. Максимальный показатель остаточного давления может быть не более 0,45 мм.рт.ст.

Водокольцевые вакуумные насосы имеют высокую популярность на предприятиях различного типа. Благодаря тому, что в них используется жидкость, они занимают определенную нишу в вакуумном оборудовании и не могут заменяться установками другого типа.

Как сделать вакуумный насос своими руками

Любой человек знает, что такое насос, и хотя бы раз пользовался им. Но вакуумная конструкция — это совершенно другое дело. Многие считают, что подобное приспособление используют в исключительно производственных целях, а для личного применения оно не подходит. Но они ошибаются. Устройство отлично подходит и для домашних нужд, но цена его высока. Поэтому многие задумываются о том, чтобы сделать вакуумный насос своими руками.

Для чего используют вакуумный насос

Перед началом работ по созданию вакууматора необходимо задуматься и понять, для каких целей будет применяться подобный агрегат, так как в процессе потратится много сил, энергии, денег и времени. Также часть людей интересуется, как устроен вакууматор.

Как правило, все знают, что такое вакуумная камера. Она выглядит как полиэтиленовый пакет с клапаном. В этой ёмкости хорошо хранятся продукты, они не высыхают и внутри не размножаются бактерии. Вакуумирование — это правильное хранение пищи. Простейшую вакуумную упаковку можно сделать способом выдавливания воздуха из неё.

Но более профессиональный метод — это использование насоса для подобных целей. Аппарат позволит откачать воздух из любого пакета, но при этом необходимо обеспечить герметичность. Таким способом можно хранить одежду. В вакууме она становится гораздо меньших размеров, и особенно это важно при надобности вместить большое количество вещей в чемодан.

Ни для кого не секрет, что мастера по дереву, для того чтобы сделать изделия более красивыми, обрабатывают их маслом. Чтобы усилить этот процесс, необходимо положить масло в вакуумную упаковку. Таким образом, древесина будет выдавливать из себя воздух, а масло — втягивать.

Разновидности самодельных конструкций

Видов насосов может быть много. Это зависит от их прямого предназначения. Самым простым вакуумным упаковщиком можно по праву считать медицинский шприц. Но недостаток его в том, что вакуум можно создать в маленьких объёмах. И даже если дома нет медицинского шприца, то можно с лёгкостью его купить в аптеке, только следует обращать внимание на размер.

Но для того чтобы можно было упаковывать большие объёмы, хорошо подойдет автомобильный насос. Его нужно просто переработать под требуемые параметры. Тем более, вакуумный насос из автомобильного компрессора своими руками сделать не составит никакого труда.

Также можно сконструировать вакуумный насос из компрессора от холодильника, или переделать приспособления от аквариума.

Использование автомобильного насоса

Самодельный вакуумный насос можно выполнить из разных исходных материалов. Самые популярные варианты — это автомобильные и велосипедные ручные насосы.

А изготовить его можно с помощью следующих шагов:

• Для начала необходимо разобрать конструкцию. Сперва открывается крышка на резьбе, которая держит весь механизм вместе.
• Потом нужно вытянуть поршень и снять кольцо (оно выполняет функцию уплотнения). Снять его можно, открутив винт, расположенный снизу.
• После этого уплотнитель нужно перевернуть и прикрутить винт обратно.
• Собрать механизм.

Таким образом можно собрать аппарат, который создаёт несильный вакуум в ёмкостях с небольшим объёмом. Но дополнительно для вакуумного насоса нужно вмонтировать ещё и клапан.

Монтаж вакуумного клапана

Для того чтобы сделать вакууматор своими руками, в любом случае понадобится обратный клапан. Его можно легко найти в магазине, где продаются животные. Такая деталь устанавливается в компрессор от аквариума. Как вариант можно спросить знакомых, у которых есть рыбки, возможно, они имеют такие сломанные компрессоры. Поэтому обратный клапан будет не жалко, так как он уже сломан. Он идеально подойдёт в качестве запчасти для вакууматора.

Такой клапан необходимо закрепить на месте отверстия будущего аппарата. К клапану прикрепляется трубка, которая будет входить в ёмкость. Он также должен быть поставлен правильной стороной, чтобы втягивать воздух к себе, а не выпускать обратно. Для того чтобы проверить, в каком направлении работает клапан, перед установкой в него нужно подуть. Если воздух не проходит, то этой частью необходимо его прикреплять к основе конструкции. В том случае, когда клапан качественный и надёжно загерметизированный, то таким аппаратом можно создавать давление в 190 МБар.

Изготовление из компрессора

Небольшой насос не может исполнять все функции, которые нужны для современной хозяйки. Для более мощного аппарата необходимо использование дополнительных приборов. Для этого идеально подойдёт мотор с электроприводом. Можно использовать обыкновенный компрессор или помпу. Причём, такая работа абсолютно не трудоёмкая.

Нужно всего лишь вмонтировать трубку в отверстие мотора, но перед этим снять фильтр. После соединения трубки аппарат готов к использованию.

Иногда продукты, которые необходимо вакуумировать, содержат большое количество влаги. Для того чтобы избежать поломки, нужно вмонтировать дополнительную сушку, которая состоит из ресивера и отстойника.

Вакууматор из мотора от холодильника

Бытовой компрессор не всегда можно найти в хозяйстве, поэтому следует искать альтернативные варианты. Холодильники, особенно некачественные, могут иногда ломаться. Вот из мотора от старого холодильника можно сделать вакууматор. Также можно использовать кондиционеры.

Такая конструкция создаётся по следующему алгоритму:

• Для начала необходимо отрезать трубки холодильника, соединяющие компрессор, испаритель и конденсатор. На этом этапе нужно обратить внимание на то, каким образом компрессор подключается к сети и реле, так как неверная переделка и установка не только приведут к неправильной работе, но и конструкция может выйти из строя.
• После этого только остаётся присоединить шланг и можно пользоваться.

Хотя такой аппарат не будет обладать мощностью заводских аналогов, но выполнять все основные функции, которые нужны на кухне, он может очень хорошо.

Тем не менее у всех вариантов самодельной вакуумной конструкции могут произойти такие поломки:

• Поломка электрического двигателя или его неквалифицированное подключение к сети.
• Несогласованность привода и вала мотора холодильника.
• Заклинивание рабочего элемента.
• Создаётся накипь.
• Перегрев вакууматора и его деталей.

Таким аппаратом можно без проблем откачать воздух из банки или бутылки.

Ремонт в домашних условиях

Всем людям, которые интересовались, как создать вакуум в домашних условиях, и тем, кто уже сделал свой первый аппарат, необходимо знать также о том, как его чинить, поскольку ломаться он может часто. В принципе, любой механизм или мотор может сломаться или начать плохо работать:

• Неправильное подключение двигателя или его поломка. В основном это происходит при неверном подключении нужной схемы мотора. Сперва проверяется целостность проводки, хорошо ли она заизолирована. Поможет в этом пробный индикатор. Если он при присоединении засветился, то проводка целая, и причина не в этом. В противном случае мотор сломался, и его необходимо сдать в ремонт.
• Несогласованность привода и вала. Такие сложности в работе, как правило, решаются установкой прокладки под двигатель или нагнетательный элемент. Когда это не дало желаемого результата, нужно искать проблему в муфте. Она могла сместиться. Если ситуация подтвердилась, деталь необходимо заменить.
• Заклинивание мотора. Как правило, такая проблема является очень распространённой. Происходит она из-за откачки грязной воды. В этом случае мотор необходимо разобрать и почистить.
• Выход из строя подшипников. Мотор начинает сильно гудеть и вибрировать. Причиной этому является поломанный подшипник нуждающийся в замене.
• Накипь в моторе. Проблема зачастую возникает на водокольцевых насосах, поскольку они функционируют в среде воды. Ремонт сопровождается очисткой с помощью специальных растворов.
• Перегрев конструкции, а также износ определённых деталей. Ломаются устройства из-за отсутствия смазки. Даже такие материалы, как тефлон не способны компенсировать необходимую смазку. Во избежание подобных поломок нужно соблюдать правильный температурный режим. А когда мотор перегрелся, то сгоревшие детали придётся заменить.
• Утечка рабочей среды. Если конструкция снизила производительность, проверяется давление сервисной жидкости. Причиной этому могла быть её утечка. В таком случае необходимо заменить уплотнитель в отверстии.

Если после проверки уплотнителя оказалось, что он находится в удовлетворительном состоянии, дело может быть во фланцевых присоединениях: там нужно заменить прокладки.

Жидкость может уходить из-за сильного износа деталей. Как правило, это происходит со старыми насосами. Нужно проверить, все ли детали устарели, так как мотор в определённых случаях уже нельзя будет отремонтировать.

Аппарат может выйти из строя из-за высокого давления или перегрева. Если его настроить правильно, тогда при правильном температурном режиме конструкция будет долго работать.

Инструкция по эксплуатации

Для примера можно взять применение насоса для откачки воды из аквариума. Но в основном порядок эксплуатации будет один и тот же.

Для начала следует подготовить:

• ядро насоса;
• сопло;
• штуцер;
• тройник.

Сперва сопло необходимо вставить в отверстие тройника. Его можно сделать из подходящих труб. После этого штуцер вставляется на кран, который оборудован резьбой, а дальше требуется натянуть на него шланг. Его длина не должна превышать более 10 сантиметров — для создания хорошего давления.

Далее ядро насоса вставляется во второй конец шланга. С обратной стороны ядра подключается шланг для отвода воды в канализацию.

Потом шланг подключается к отводу тройника, а в конце шланга подключается аквариумный сифон. Сделать подобную конструкцию самостоятельно несложно. Главное- следить за ее состоянием и ходом работы, а при необходимости вовремя чинить, заменяя отслужившие детали.