Вакуум насос – агрегат, предназначенный для удаления воздушных и газовых смесей из различных сред. С его помощью создают нужный уровень вакуумной среды. Он востребован во многих промышленных отраслях.

Вакуумные насосы

Вакуум насос и его классификации

Развитие такой техники началось в 1643 году. Именно тогда удалось впервые определить уровень атмосферного давления. Уже через несколько лет был сконструирован механический компрессор с водяным уплотнителем. После этого работа над созданием оборудования не прекращалась. Современные модификации агрегатов имеют различные характеристики. Это дает возможность использовать их в выполнении различных технологических процессов.

Классификация вакуум насосов:

  • газоперемещающие;
  • газосвязывающие (сорбционные).

Принцип действия компрессоров первой категории основан на перемещении молекул рабочего вещества. К ней относят такие насосы: эжекторные, диффузионные, диафрагменные, мембранные, бустерные, роторные, водокольцевые, спиральные, плунжерные, кулачковые. Их классифицируют по типу рабочего элемента, которым они оснащены. Например, мембранные компрессоры оборудованы чувствительные мембранами, роторные – роторами с пластинами, спиральные – спиралями.

Ко второй группе (сорбционные) относятся геттерные, криогенные, геттерно-ионные, магниторазрядные, цеолиовые. Также в эту категорию входят молекулярные и турбомолекулярные компрессоры. Принцип их действия основан на сорбции (соединении) молекул откачиваемого вещества.

Кроме этой классификации вакуум насосы бывают сухими и масляными. Первый вид агрегатов создает чистую вакуумную среду. В ней отсутствуют примеси масляной смазки. Второй вид компрессоров характеризуется более высокими показателями мощности и производительности. С их помощью создают стабильный и глубокий вакуум. В их конструкциях присутствуют масляные уплотнители. Некоторые детали конструкции подлежат регулярной смазке.

Вакуумный насос

Насос для создания вакуума

С помощью компрессоров можно создать определенный уровень вакуумной среды. В зависимости от этого показателя вакуумные насосы классифицируют на такие типы:

  • Низковакуумные. С их помощью создают разряжение рабочей среды от 103 до 100 мм рт. ст.
  • Средневакуумные. Агрегаты предназначены для создания вакуума в пределах 100-10-3 мм рт. ст.
  • Высоковакуумные. Оборудование создает более глубокую вакуум среду с показателями 10-3-10-7 мм рт. ст.
  • Сверхвакуумные. Компрессоры позволяют создавать вакуум с пределах 10-7-10-11 мм рт. ст.

Также агрегаты используют для создания форвакуума. Он представляет собой предварительное разряжение, показатель которого 1-10-3 мм рт. ст.

Принцип работы вакуумного насоса

Он основан на рабочем элементе, которым оснащен компрессор.

Принцип работы вакуумного насоса

Устройства насосов:

  • Поршневые. Агрегаты оснащены поршнями. Их используют в технике пожаротушения, в автономной системе водоснабжения. Количество поршней напрямую влияет на производительность оборудования. Эти элементы находятся в рабочем пространстве. Они двигаются, обеспечивая процессы всасывания, сжатия и нагнетания.
  • Пластинчато-роторные. Самые востребованные компрессоры в промышленности. Их конструкции оснащены роторами, в пазах которых монтированы прочные пластины. От количества таких элементов зависит прямая производительности оборудования. Ротор вращается, пластины создают в рабочем пространстве несколько полостей, которые постепенно соединяются. В результате происходит откачивание веществ.
  • Шестеренные. Агрегаты предназначены для откачивания вязких жидкостей. В их рабочем пространстве монтированы шестерни. На них находятся зубья, которые обеспечивают нормальное вращение подвижного элемента. С их помощью создается определенное давление. Благодаря этому откачиваемая среда изначально поступает в рабочее пространство, а затем выводится из него.
  • Кулачковые. Оборудование применяют для откачивания вязких жидкостей с механическими примесями. В их конструкции установлены роторы различной формы. Частота их вращения достигает 400 оборотов в минуту. Такие агрегаты востребованы в пищевой промышленности.
  • Винтовые. Рабочим элементов таких компрессоров является ротор, выполненный в форме винта. Винтовая пара состоит из такого ротора и статора. Второй элемент представляет собой внутреннюю заходную спираль, соединенную с металлической гильзой. Винтовая пара вращается, создавая нужный уровень давления в рабочем пространстве.
  • Вихревые. Компрессоры используют для перекачивания жидких веществ. Они оснащены вращающимся колесом, с помощью которого в рабочем пространстве создаются вихревые потоки. Они перемещают откачиваемое вещество от всасывающего отверстия к нагнетательному.
  • Мембранные (диафрагменные). Их конструкции оснащены одной или двумя мембранами (диафрагмами). Эти элементы изгибаются, обеспечивая процесс всасывания среды. Затем им передается давление с внешней стороны рабочего пространства. В результате они изгибаются в обратную сторону. Благодаря этому откачиваемая среда вытесняется из пространства по направлению к нагнетательному отверстию.
  • Шнековые. Рабочим элементов конструкции таких компрессоров является шнек. Он совершает движение вверх и вниз. При поднятии элемента происходит всасывание среды, при возвращении в исходное положение – нагнетание. Оборудование может работать с веществами с крупными частицами.
  • Водокольцевые. Они оснащены колесом с пластинами. Принцип работы вакуумного насоса такого типа аналогичен пластинчато-роторным агрегатам. Колесо вращается, захватывает откачиваемую среду, перемещает ее к центру рабочего пространства, а затем вытесняет ее к нагнетательному отверстию.
  • Спиральные. Конструкции агрегатов оснащены двумя спиралями. Одна из них неподвижная. Вторая – двигается. В результате этого происходит перемещение откачиваемого вещества.

Принцип работы вакуумных насосов сорбционных основан на связывании молекул. Рабочее вещество поступает в пространство, затем оно сжимается до нужного уровня, а затем выводится из установки. Любой агрегат нужно выбирать в зависимости от типа и сложности выполнения технологического процесса.