Поршневой вакуумный насос

Вакуумные поршневые насосы (ВПН) относятся к насосам объемного принципа действия. ВПП широко применяют в промышленности для откачивания сухих газов и газов с примесью капельной влаги.

Вакуумные поршневые насосы, выпускаемые отечественной промышленностью и предназначенные для откачивании сухих газов, классифицируют по устройству органов распределения и перепуска (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Классификация насосов

Насосы без перепуска применяют при давлении всасывания более 15 … 20 кПа в одноступенчатом исполнении и 10 … 20 кПа в двухступенчатом. Диапазон быстроты действия насосов без перепуска составляет от 0,01 до 2,5 м³/с. Предельное остаточное давление таких насосов в одноступенчатом исполнении 3… 6,5 кПа.

Для снижения предельного давления р_пр в насосе применяют перепуск газа высокого давления, оставшегося в мертвом объеме А (рис. 9.2) после процесса нагнетания, в полость В цилиндра, в которой закончился процесс всасывания. Для этого на зеркале цилиндра выполняют перепускные каналы, сообщающие полости А и В. По перепускным каналам газ протекает из полости А в полость В, и давления в этих полостях выравниваются. Таким образом, обратное

Рис. 9.2. Схема процесса перепуска

расширение газа в полости А начинается с давления смешения, т. е. с более низкого давления, чем давление нагнетания, при котором газ остается в мертвом объеме после процесса нагнетания. При этом ход поршня, необходимый для обратного расширения газа, уменьшается. В результате перепуска количество газа, всасываемого в цилиндр вакуум-насоса при определенном отношении давлений, увеличивается, а предельное остаточное давление на всасывании уменьшается.

Перепуск газа приводит к увеличению мощности, так как энергия, затраченная на сжатие газа, оставшегося в мертвом объеме, не полностью возвращается в процессе обратного расширения. Давление газа в полостях в конце процесса перепуска различно, что объясняется гидравлическим сопротивлением и недостаточным временем – сечением при перепуске.

Насосы без перепуска выполняют на базе существующих поршневых компрессоров. Теоретические и действительные индикаторные диаграммы таких насосов не отличаются от диаграмм поршневых компрессоров.

Насосы с клапанным распределением и перепускными каналами на зеркале цилиндра имеют номинальную быстроту действия до 2,5 м³/с. л их применение целесообразно при давлениях всасывания более 1,5-2 кПа.

Насосы с клапанным распределением и перепускными каналами на зеркале цилиндра двойного действия имеют четыре – восемь перепускных каналов, равномерно расположенных по окружности цилиндра и занимающих до 50 % его периметра.

Широко применяют быстроходный насос системы МВТУ с золотником поршневого типа и перепускными каналами, выполненными на зеркале цилиндра. Средняя скорость поршня насоса ограничена скоростью газа в перепускных каналах и в цилиндровых окнах и составляет 2 … 4,5 м/с.

Особенностью насоса системы МВТУ (рис. 9.3) является использование золотника для дополнительного сжатия откачиваемого газа до давления нагнетания. Полости A_I и А_II цилиндра сообщаются с полостями B_I и В_II золотника или по­лостью всасывания каналами C_I и С_II.

Рис. 9.3 – Схема насоса системы МВТУ

Серийно выпускают одноступенчатые поршневые насосы ЗВНП-3 и ВНП-6, а также двухступенчатые насосы 2ДВНП-6 и насосы ВН-120 с клапанным распределением и перепускными каналами на зеркале цилиндра.

Насосы ЗВНП-3, ВНП-6 и 2ДВНП-6 унифицированы, т. е. имеют одинаковые механизмы движения, станину, смазочную систему и цилиндропоршневую группу. Насосы ЗВНП-3 и ВНП-6 унифицированы полностью (рис.

4) и различаются только двигателем, шкивом и частотой вращения коленчатого вала. Вакуумный насос 2ДВТ1П-6 (рис. 9.5) отличается от одноступенчатых добавлением цилиндра простого сжатия дожимающей ступени. В дожимающей ступени на всасывании используют щелевой канал, а на нагнетании — самодействующий клапан. Кроме того, во второй ступени предусмотрен байпасный клапан, который служит для выпуска газа на нагнетание при режимах работы, в которых не требуется сжатия газа в дополнительной ступени.

Рис. 9.4 – Вакуумная установка с насосом 3ВНП-3 (ВНП-6) системы МВТУ:

а – общий вид установки; б – схема вакуумного насоса 3ВНП-3 – (ВНП-6): 1 – насос; 2 – электродвигатель; 3 – маслинный насос; 4 – коленчатый вал; 5 – шатун; 6 – шток; 7 – поршень; 8 – корпус цилиндра; 9 – золотник; 10 – шестеренный масляный насос для смазывания механизма движения; 11 – эксцентрик

Рис. 9.5 – Вакуумная установка с насосом 2ДВНП-6 системы МВТУ:

а – общий вид; б – двухступенчатый вакуумный насос 2ДВНП-6: 1- коленчатый вал; 2 – шатун; 3 – шток; 4 – поршень; 5 – корпус цилиндра; 6 – крышка-корпус второй ступени; 7 – поршень второй ступени; 8 – нагнетательный клапан второй ступени; 9 – золотник; 10 – масляный насос; 11- эксцентрик

studopedia.ru

Ручные устройства для перекачивания воды: виды

В ассортименте вододобывающего оборудования различают такие виды вакуумных насосов ручного назначения:

• Поршневые;
• Штанговые;
• Крыльчатые;
• Мембранные;
• Глубинные;
• Гидравлические.

Но обо всём по порядку ниже.

Насос поршневой

Этот вид вакуумного насоса — один из самых первых, которые стали использовать для добычи воды с глубинных недр земли. Устройство такого механизма достаточно просто, а принцип передвижения воды снизу вверх к выходному отверстию заключается в движении поршня и клапанов внутри корпуса помпы.

То есть, в цилиндрическом корпусе механизма располагается один поршень, внутри которого имеется специальный клапан. Второй входной клапан нашёл своё место на самом дне корпуса-цилиндра. Все элементы агрегата достаточно хорошо смазаны, чтобы движение поршня в корпусе было легким, плавным и полным.

Так, принцип действия такого ручного насоса в нажатии на рукоять механизма. В результате, при движении ручки вверх поршень передвигается по цилиндру вниз, позволяя давлению измениться в меньшую сторону. Это способствует открытию нижнего клапана и забору воды из скважины. Здесь же рукоять опускается вниз, а воды через верхний клапан поднимается вверх и выходит наружу.

Важно: столб поднятия воды при помощи ручного поршневого насоса равен 4-4,5 метрам. А добывать воду из артезианских скважин, используя такое устройство можно в том случае, если глубина  зеркала воды в источнике не превышает 7 метров.

Насосы штанговые

Этот вид вакуумного насоса очень похож на своего поршневого предшественника. Разница здесь лишь в том, что рабочий поршень в корпусе агрегата напоминает форму сильно вытянутой штанги, которую создают два рабочих штока. Отсюда и название агрегата.

Собственно, именно благодаря такой конструкции и осуществляется забор и подача воды из скважины на поверхность.

Преимуществами такого механизма являются:

• Простота использования, монтажа и обслуживания;
• Отличная устойчивость к любым температурным перепадам;
• Достаточная производительность (около 40 литров воды за минуту). При этом за один рабочий цикл (нажатие ручки) штанговый насос, так же как и ручной поршневой, может транспортировать от 2 до 3 литров воды.

Важно: использовать штанговый механизм с его принципом действия можно в скважинах, глубина зеркала воды в которых не будет превышать 7-8 метров.

Насос крыльчатый

Этот вид вакуумного насоса несколько отличается от двух предыдущих устройств. Здесь рабочим узлом является круглое колесо с расположенными на нём лопастями. То есть, своеобразная крыльчатка по типу рабочего узла в центробежном насосе.

Крыльчатый механизм имеет в своей конструкции помимо крыльчатки четыре рабочих клапана, вал с уплотнителем, всасывающий и выходной патрубки, крышку.

Принцип действия такого устройства заключается в следующем:

При нажатии на рабочий рычаг крыльчатка начинает своё быстрое вращение, что снижает давление в рабочей камере под воздействием центробежной силы. Таким образом, вода начинает поступать во всасывающий патрубок и прижиматься к стенкам камеры. При наличии воды в резервуаре давление в нём повышается и воду выбрасывает в выходное отверстие. Такой ручной вакуумный насос отличается стабильностью действия и простотой эксплуатации.

Важно: применение крыльчатого ручного агрегата целесообразно там, где глубина зеркала воды составляет до 9 метров. Стоит также отметить, что крыльчатые механизмы ручного типа предназначены не только для переработки чистой воды, но и для транспортировки соленой воды. Этому способствует корпус и рабочие элементы из бронзы.

Насос роторный

Этот вид вакуумного насоса является более сложным устройством. А благодаря его конструкции агрегат способен перекачивать не только чистую жидкость, но и смеси маслянистой консистенции.

Принцип действия такого механизма заключается в движении ротора продольного типа, на котором имеются прорези. Здесь де принимают участие шиберы в виде тонких пластин, которые скользят в прорезях ротора, создавая центробежную силу. Таким образом, вода или другая жидкость поступает в резервуар помпы и дальше выше под воздействием физической силы извне.

Насос мембранный

Этот вид вакуумного насоса может выступать в качестве дренажного оборудования для перекачивания грязной воды на участке. Такую особенность даёт устройству полное отсутствие каких-либо трущихся друг о друга деталей.

Дополнительное преимущество мембранного ручного механизма в том, что он оснащён специальными шаровыми клапанами, которые обеспечивают самоочистку оборудования от примесей мусора в корпусе и предотвращают заклинивание механизма.

Принцип действия здесь заключается в движении мембраны, которую колеблет внутренний маятник. В результате создаётся вакуум, который и транспортирует воду из подтопленного помещения (канала, траншеи) наружу.

Глубинный вакуумный насос

Здесь устройство предназначено для забора воды с большой глубины (от 10 до 30 метров).  Конструкция глубинного механизма напоминает простой поршневой насос. Только в этом случае длина поршня и тока превышают длину стандартного поршневого устройства, что позволяет соединять рабочий шток с выпускной трубкой.

Гидравлический насос

Малогабаритное переносное оборудование с достаточно высокой производительностью. Чаще всего такой агрегат используют для перекачивания вязких веществ типа масла. Однако насос хорошо справляется и с водой.

К сожалению, ввиду своей неуниверсальности широкого применения такой механизм не нашёл в кругах российских пользователей.

Как монтировать вакуумный ручной насос

Часто хозяева дачи желают самостоятельно справиться с подключением ручного насоса. И справиться с этим вполне можно своими руками. Особенно если дело касается переносных установок шиберного или мембранного типа. Здесь главное точно, следуя инструкции, собрать устройство, подключить его к водоприёмному шлангу и опустить последний в водную среду. Первое движение рычага станет началом действия насоса в этом случае.

Для установки стационарного механизма нужно выполнить такие этапы работ:

• Подготавливаем обсадную трубу скважины, проверяя её целостность и герметичность;
• Основную камеру агрегата крепим к ней;
• Теперь нужно собрать и подключить рабочие клапаны в соответствии со схемой в инструкции к оборудованию и принципом их действия;
• Устанавливаем агрегат и надёжно фиксируем его;
• Приводим в рабочее состояние насос простым нажатием рукояти.

Поломки

Чаще всего все насосы ручного типа работают без сбоев длительное время. Но если, все же, неприятность произошла, то причин может быть две:

• Разболтались рабочие клапаны;
• Разгерметизировалась рабочая камера.

В первом случае стоит осмотреть клапаны на предмет надёжной фиксации и при необходимости затянуть их.

Если же имеем дело с мембранным насосом, то здесь может порваться мембрана, что разгерметизирует камеру помпы. В этом случае придется провести замену детали.

Как видим, устройство и принцип действия всех типов ручных насосов достаточно просты, что делает их популярными для российских дачников.

vodakanazer.ru

Типы вакуум насосов по степени разряжения

Насосы низкого вакуума создают при нулевой производительности минимальное давление во всасывающем патрубке р=30…1,0 мм рт. ст., насосы среднего вакуума – давление р= мм рт. ст. и насосы высокого вакуума – давление р=мм рт. ст.

Насосы низкого вакуума

К низковакуумным относят следующие типы насосов:

• поршневые одноступенчатые
• поршневые двухступенчатые
• пластинчатые
• винтовые
• водокольцевые

Насосы среднего вакуума

К средневакуумным относят пластинчато-роторные насосы и насосы с катящимся ротором.

Насосы высокого вакуума

К высоковакуумным относят молекулярные и турбомолекулярные насосы.

Конструкция и принцип работы поршневого вакуум насоса

На рисунке показан продольный разрез поршневого вакуум-насоса ВНП-3, представляющего собой горизонтальную крейцкопфную одноцилиндровую машину двойного действия, распределение в которой осуществляется плоским золотником 7, с внутренними перепускными каналами.

Угол опережения поршня 3 машины по отношению к золотнику равен 90°. Золотник приводится через тягу от эксцентрика б, который расположен на шейке коленвала.

Цилиндр 1 насоса отлит заодно с рубашкой водяного охлаждения и золотниковой коробкой. Передняя и задняя крышки цилиндра также имеют водяные рубашки.

Для уменьшения потребляемой мощности на золотнике установлены самодействующие пластинчатые клапаны.

Система смазки механизма движения — циркуляционная от шестеренного масляного насоса.

Вакуум насосы, распределение в которых осуществляется плоскими золотни- ками, тихоходны. Для предотвращения износа средняя скорость плоских золотников не должна превосходить О,3 м/сек. Соответствующее значение средней скорости поршня равно 1‚0 м/сек.

Конструкция насоса ВНП-6

На следующем рисунке представлен продольный разрез горизонтального, крейцкопфного одноцилиндрового вакуум насоса ВНП-6 двойного действия с золотником поршневого типа.

Литой цилиндровый блок из чугуна включает в себя рабочий цилиндр и золотниковую камеру. На зеркале цилиндра, ближе к торцовым крышкам, выфрезеровано по 8 перепускных каналов глубиной 4 мм.

Золотниковая камера имеет сухую втулку с окнами для сообщения полостей цилиндра и золотниковой камеры. Цилиндр, золотниковая камера и крышки цилиндра и золотниковой камеры имеют водяные рубашки. В передних крышках цилиндра и золотниковой камеры размещены сальники для уплотнения штоков.

Каждой полости цилиндра соответствует своя полость золотниковой коробки, снабженная самодействующим пластинчатым клапаном.

Рама и фонарь насоса представляют собой одну отливку из чугуна. Одноколенный вал насоса установлен на двух подшипниках качения. Привод золотника осуществляется от эксцентрика, который расположен на коленчатом валу консольно.

Смазка механизма движения —— циркуляционная от шестеренного насоса, приводимого во вращение от коленчатого вала машины.

Отличительной особенностью данной конструкции вакуум насоса является золотник поршневого типа. При малых значениях давления всасывания золотниковая полость выполняет роль второй ступени.

Применение золотника поршневого типа увеличивает быстроходность машины, т.к. средняя скорость его может достигать 2,5 – З,5 м/сек.

Литература:
1. Вакуумные системы и их элементы. Фролов Е.С. и др. М, “Машиностроение”, 1968

www.hydro-pnevmo.ru

Объемные насосы – Поршневые насосы

Получение вакуума – Объемные и струйные вакуумные насосы

Оглавление Объемные насосы Поршневые насосы Вращательные многопластинчатые насосы Водокольцевые насосы Вращательные масляные насосы Винтовые вакуумные насосы. Все страницы Поршневые насосы. Предельное давление поршневого насоса в основном зависит от степени уплотнения поршня в цилиндре и от величины мертвого пространства и для хороших насосов не может быть снижено более чем до 0,05 мм рт. ст. при наличии двух ступеней. При применении хороших масел и осушительных средств удается получать предельное давление порядка тысячных долей мм рт. ст., однако в основном их применяют для получения давлений порядка 0,05—0,02 атм. Поршневые насосы широко используют в химической промышленности, в электротехнических производствах, при получении ряда пищевых продуктов. Они имеют сравнительно высокую производительность (45—3500 м3/ч). Поршневые вакуум-насосы можно разделить на две основные группы: сухие и мокрые. Мокрые насосы отсасывают смесь газа и жидкости; сухие отсасывают только газ. Мокрые вакуум-насосы по конструкции принципиально не отличаются от сухих. Различие проявляется только в распределительных узлах. У мокрых вакуум-насосов размеры мертвого пространства и распределительных узлов больше, чем у сухих, поэтому и предельное давление у них более высокое, чем у сухих насосов. Различают горизонтальные и вертикальные поршневые вакуум-насосы. Горизонтальные имеют 160—200 об/мин. Наиболее прогрессивными являются вертикальные машины, работающие с большой частотой вращения. Поршневые вакуум-насосы выполняют чаще всего в виде крейцкопфных машин двойного действия — по обеим сторонам поршня находятся рабочие полости цилиндра. Мертвое пространство в поршневых насосах значительно влияет на величину подачи, так как степень сжатия в одной ступени весьма велика. Для уменьшения этого влияния предусмотрено золотниковое распределение с перепуском газа. При наличии перепуска мертвое пространство в конце хода нагнетания сообщается с помощью специального канала с противоположной стороной цилиндра, где в это время заканчивается всасывание. При этом давление в мертвом пространстве резко падает и коэффициент подачи повышается до 0,8—0,9. Перепуск газа в насосах с золотниковым распределением производится через специальные каналы в золотнике, а в насосах с клапанным распределением — через пазы определенной длины на зеркале цилиндра, которые открываются и закрываются поршневыми кольцами или самим поршнем. Для возможности перепуска поршневые вакуум-насосы и выполняют крейцкопфными двойного действия с относительно малой частотой вращения. Для повышения быстроходности машин создаются бескрейцкопфные вакуум-насосы простого действия. В таких насосах производится перепуск газа из мертвого пространства в картер, который находится под вакуумом. Вакуум в картере поддерживается автоматически обратным перепуском воздуха из картера в цилиндр, когда поршень находится в нижней мертвой точке и процесс всасывания закончился. Для обеспечения вакуума картер должен быть выполнен герметичным с сальником на выходе вала из машины. Выполнение вакуум-насоса бескрейцкопфным дает значительный технико-экономический эффект. Конструкция машины упрощается: не нужны шток, сальники штока, станина или рама с направляющими крейцкопфов, не нужна отдельная система смазки цилиндров с лубрикатором. Вместо этого требуется относительно простой картер закрытого типа и сальник на выходе вала. Благодаря отсутствию крейцкопфа и штока уменьшается масса поступательно движущихся частей, что позволяет значительно повысить быстроходность вакуум-насоса, а следовательно, уменьшить габаритные размеры и массу машины. Поршневые вакуум-насосы делят на три типа: насосы с клапанным распределением и выравниванием давлений типа ВНК; насосы с принудительным распределением типа ВНП одноступенчатые; насосы с принудительным распределением типа ДВНП двухступенчатые. На рис. 276 показана схема работы вакуум-насоса BHK бескрейцкопфного типа с клапанным распределением и с перепускными каналами на зеркале цилиндра.     Насос BHK представляет собой одноступенчатую V-образную двухцилиндровую машину закрытого картерного типа.   Угол развала цилиндров 9(цилиндры компрессора литые чугунные, с водяными рубашками. Через два; ряда достаточно широких пазов на зеркале цилиндра происходит перепуск: воздуха из мертвого пространства в картер (верхние пазы) и из картера, обратно в цилиндр (нижние пазы). Картер машины герметичный, во время работы находится под вакуумом; уплотнение на выходе вала из корпуса достигается торцовым сальником (фосфористая, бронза по каленой стали) с гидравлическим масляным уплотнением. Клапаны вакуум-насоса ленточные самопружинящие. Всасывающие клапаны выполнены из более тонких пластин и число их больше, чем нагнетательных, что способствует получению более высокого вакуума в машине. Поршни изготовлены из алюминиевого сплава. Окна в них соответствуют пазам в цилиндре для перепуска воздуха.   Ha рис. 277 показан одноступенчатый поршневой вакуум-насос типа ВНП. Он представляет собой вертикальную крейцкопфную одноцилиндровую машину двойного действия с принудительным цилиндрическим золотниковым газораспределением и водяным охлаждением цилиндра.     Золотник приводится в движение от эксцентрика, заклиненного в определенном положении на коленчатом валу, через рычаги, тяги и промежуточный валик, качающийся в двух шарикоподшипниках (рис. 278). В золотниковую полость цилиндра запрессована цилиндровая гильза, в которой движется золотник. На выходе сжатого воздуха из вакуум-насоса после золотника установлен самодействующий кольцевой пластинчатый клапан. Газ через каналы в отливке цилиндра поступает во всасывающую полость золотниковой камеры и далее через всасывающий канал золотника в одну из рабочих полостей цилиндра, где происходит всасывание. При ходе нагнетания рабочая полость цилиндра сообщается с нагнетательной полостью до самодействующего клапана, и происходит сжатие газа до момента, когда давление в данной полости цилиндра не превысит давления нагнетания. После этого откроется самодействующий клапан и сжатый газ поступит к нагнетательному штуцеру. Благодаря установке самодействующего клапана снижается расход энергии. В конце процесса нагнетания давление между рабочими полостями цилиндра выравнивается. При этом полость, где заканчивается нагнетание, соединяется через перепускные каналы в золотнике с полостью, в которой закончилось всасывание, и давление газа в мертвом пространстве снижается до давления выравнивания. При обратном ходе поршня расширение газа быстро заканчивается и всасывание происходит почти на всем ходе поршня   Двухступенчатый вакуум-насос типа ДВНП с золотниковым распределением обычно состоит из двух цилиндров одинакового диаметра. Исследованиями НИИХИММАШа установлено, что увеличение отношения объемов, описанных поршнями цилиндров ступеней I и II, практически не приводит к увеличению производительности и не влияет на величину предельного давления. Уменьшение этого отношения до 0,2—0,1 уменьшает производительность   Емкость межступенчатой коммуникации вне зависимости от соотношения объемов, описанных поршнями цилиндров ступеней I и II, не влияет     т характеристику вакуум-насоса. Практически ее выбирают с учетом допускаемой скорости газа. Основные характеристики некоторых отечественных поршневых насосов приведены в табл. 48. На рис. 280 показан в разрезе насос ВНП-6, разработанный в МВТУ им. Баумана. В насосе ВНП-6 на зеркале цилиндра имеется по восемь перепускных каналов глубиной 4 мм. Каждой полости цилиндра соответствует полость золотниковой коробки с самодействующим пластинчатым клапаном. Золотник поршневого типа, имеющий среднюю скорость 2,5—3,5 м/с, увеличивает быстроходность машины. При малых значениях давления всасывания золотниковая полость выполняет роль второй ступени. Цилиндр, золотниковая камера и крышки снабжены водяными рубашками. Рис. 280. Поршневой вакуум-насос ВНП-6 * С электродвигателем. •* С маховиком без электродвигателя.   В горизонтальном вакуум-насосе BH-120 с клапанным распределением перепуск производится с помощью специальных каналов на зеркале цилиндра (рис. 281).   Рис. 282. Поршневой насос Вакома производительностью 2500— 3200 м3/ч (ГДР)   Серия насосов Вакома (ГДР) включает горизонтальные одноступенчатые насосы производительностью 630—1600 м3/ч с плоскими золотниками. Это поршневые насосы двойного действия с водяным охлаждением. Напорные каналы золотников снабжены клапанными пластинами. Для увеличения производительности применяют параллельное соединение цилиндров (рис. 282). Одноступенчатые насосы с параллельно соединенными цилиндрами обеспечивают производительность 2500—3200 м3/ч.   На рис. 283 показан вертикальный поршневой вакуум-насос Вакома с параллельно соединенными цилиндрами.     Это одноступенчатая машина двойного действия. Двухходовой коленчатый вал установлен в трех подшипниках скольжения туннелеобразного корпуса. Насос с золотниковым распределением, напорные каналы золотника перекрываются с помощью вентиля. Для уплотнения поршневого штока и золотникового рычага предусмотрены кольцевые рессоры. Двухступенчатые горизонтальные поршневые насосы Вакома с золотниковым распределением двойного действия создают предельное давление 0,2 мм рт. ст. Напорные каналы в золотнике ступени II перекрываются клапанными пластинами. Характеристики насосов Вакома приведены в табл. 49. На рис. 284 приведена характеристика насоса Вакома с параллельно соединенными цилиндрами.

 

www.pro-vacuum.ru

Устройство и принцип действия

Впускной фланец Поршень Всасывающие отверстия Уплотнения Выпускной клапан Пружина клапана Перепускной канал Газобалластный клапан Дроссельное отверстие Выпускной канал Глушитель

Принцип действия поршневых вакуумных насосов относится к числу наиболее ранних в истории создания вакуума и основан на классическом принципе объемного вытеснения. Отто фон Герике, основоположник вакуумных технологий, использовал насос такого принципа для своих экспериментов. Подобно диафрагменным насосам, классические поршневые вакуумные насосы оснащены впускным и выпускным клапанами. Расположение этих клапанов создает мертвый объем над поршнем в головке цилиндра, который ограничивает максимальный коэффициент компрессии. Более того, предельное давление ограничивается силой, прилагаемой для открытия впускного клапана. Эти два недостатка устраняются применением поршневого насоса специальной конструкции, которая приведена ниже.

Применение новых материалов позволяет использовать насос без масла между уплотнениями поршня (4) и стенкой цилиндра. Поскольку общее поперечное сечение цилиндра сформировано по пластине выпускного клапана (5), вредное пространство (мертвый объем) между поршнем (2) и головкой цилиндра стремится к нулю.

Соединительный шток с приводом от коленчатого вала поднимает и опускает поршень в цилиндре. Впускной фланец (1) сообщается с рабочим объемом через всасывающие отверстия (3), когда поршень (2) находится в крайней нижней позиции. При движении поршня вверх всасывающие отверстия (3) снова закрываются, а входящий газ сжимается. После достижения давления открытия пластина клапана (5) поднимается, и газ движется к всасывающим отверстиям (3) второй ступени через перепускной канал (7) и корпус коленчатого вала. Второе уплотнение (4) не позволяет впускному каналу сообщаться с коленчатым валом при такте сжатия. Вторая ступень работает по подобию первой и выводит газ в атмосферу через выпускной клапан (10) и глушитель (11).

С целью вытеснения водяных паров из насоса без конденсации газобалластный воздух подается в коленчатый вал через газобалластный клапан и дроссельное отверстие, расположенное за ним. При работе безмасляных поршневых насосов происходит износ уплотнений поршня, особенно на высоких средних скоростях движения поршня. После достижения необходимого входного давления износ уплотнения может быть значительно сокращен путем понижения скорости вращения.

Преимущества

• Характеризуются автономным откачиванием газа – без обратного попадания газа в cистему откачивания
• Беспримесные технологии – не вызывающие загрязнения
• Не содержащие углеводород – безмасляные системы откачивания
• Наличие предохранительного клапана – исключание внезапного прорыва воздуха в случае отключения электричества
• Автоматический режим ожидания – сберегает энергию без какого-либо воздействия на предельное напряжение
• Счетчик часов – прогнозируемые интервалы технического обслуживания
• Обслуживание – набор «Сделай сам»; максимальное требуемое время 30 минут
• Преобразователь частоты – одинаковые технические характеристики при питающей сети 50 Гц и 60 Гц.

Примечания по применению

Безмасляные поршневые насосы имеют более высокую скорость откачивания, чем диафрагменные насосы, и предназначены для работы в условиях чистого безуглеводородного вакуума при околопредельном давлении. Благодаря удалению впускного клапана удается обеспечивать более низкое базовое давление по сравнению с диафрагменными насосами. Подобно всем насосам объемного вытеснения, поршневые насосы обеспечивают одинаковую скорость откачивания для всех газов.

 Поршневые насосы подходят для использования в качестве форвакуумных насосов для турбомолекулярных насосов. Однако, во избежание концентрации водорода и водяных паров в форвакуумной зоне турбонасоса, при необходимости, следует использовать газовый балласт. Поршневые насосы особенно хорошо подходят для использования в аналитических приложениях и теческателях. Устройство гелиевого течеискателя). Если контрольные образцы напрямую откачиваются форвакуумным насосом с целью обнаружения течи, то при использовании безмасляного форвакуумного насоса они не загрязняются парами масла.

Поршневые насосы не подходят для откачивания коррозионных и абразивных сред.

Область применения

Применяется в качестве автономного насоса во всех областях применения среднего вакуума

Аналитические системы

• Масс-спектрометры
• Течеискатели
• Электронные микроскопы

Другие области применения

• Робототехника (системы управления)
• Дифференциальные уплотнительные системы
• Вакуумная упаковка

а также в качестве форвакуумного насоса для высоковакуумных насосов, таких как турбонасосы Pfeiffer Vacuum.

Обзор ассортимента

Pfeiffer Vacuum предлагает два вида поршневых вакуумных насосов – одноступенчатые XtraDry 250-1 и двухступенчатые XtraDry 150-2. Данные насосы отличаются скоростью откачивания и предельным давлением.

В частности, двухступенчатые насосы XtraDry характеризуются

• низким базовым давлением: pb = 0,1 мбар,
• газовым балластом,
• автоматическим понижением скорости при базовом давлении.

pvsystems.ru

Главная / Статьи / Промышленные насосы /

Поршневые вакуум-насосы находят широкое применение в промышленности. Предельное давление, создаваемое поршневым вакуум-насосом, в основном зависит от степени уплотнения поршня в цилиндре и от величины вредного пространства. Это предельное давление не может быть снижено более чем до 0,05 мм. рт. ст. при наличии двух ступеней. К положительным качествам поршневых вакуум-насосов следует отнести сравнительно высокую производительность 30 – 3500 м3/ч.

По своему устройству поршневой вакуум-насос мало, чем отличается от устройства поршневых насосов и компрессоров. Основными рабочими деталями поршневого вакуум-насоса являются цилиндр, поршень, газораспределительное устройство и приводной механизм. Поршень вакуум-насоса обычно делается из твердого материала и имеет специальные смазочные уплотнения, прилегающие к внутренней поверхности цилиндра.

Газораспределительное устройство между цилиндром и откачиваемым объектом, а также атмосферой обычно действует автоматически. Поршневые вакуум-насосы бывают “сухие” и “мокрые”. Первые откачивают из аппарата только газ, а вторые могут откачивать смесь газа с жидкостью.

В конструктивном отношении “сухие” и “мокрые” вакуум-насосы совершенно одинаковы, за исключением распределительного устройства. У “мокрых” вакуум-насосов размеры распределительного устройства и размеры вредного пространства больше. Поэтому и предельное давление, создаваемое ими, меньше, чем предельное давление, создаваемое “сухими” вакуум-насосами. Из “мокрых” поршневых вакуум-насосов, применяемых в химической промышленности, наиболее распространены насосы марок ВНК-0,5М, ВНК-3М и НВМ-300. Эти насосы предназначены для откачки влажного воздуха и паров, а также для создания давления до 75 мм рт. ст. в различных технологических процессах химической, пищевой и других отраслей промышленности.

Вакуум-насос ВНК-0,5М – “мокрый” прямоточный, представляет собой поршневую одноступенчатую крейцкопфную машину простого действия с вертикальным расположением цилиндра. Горячий и влажный пар или газ перед поступлением в вакуум-насос охлаждается в конденсаторе смешения, где он орошается водой. Затем смесь газа или пара с конденсатом и водой через впускной клапан поступает в нижнюю полость цилиндра вакуум-насоса. Отсюда через клапан в поршне газ или пар проходит в верхнюю полость цилиндра, и после сжатия выталкивается в атмосферу через выпускной клапан.

Вакуум-насос ВНК-3М представляет собой одноступенчатую поршневую крейцкопфную машину двойного действия с горизонтальным расположением цилиндра и позволяет откачивать газы и пары, содержащие капельную жидкость. Конденсатор смешения отсутствует.

Вакуум-насос НВМ-300 также является поршневой крейцкопфной машиной с быстротой откачки 165 мг /ч. Мощность, потребляемая на валу вакуум-насоса, при вакууме 85% составляет 6,4 квт. Число оборотов электродвигателя в минуту – 165. Габаритные размеры – 1825 X 740 X 1035 мм. Вес – 950 кг.

Основные технические характеристики поршневых вакуум-насосов приведены в таблице.

Марка насоса	Тип насоса	Скорость откачки в м3/мин При давлении 760 мм.рт.ст.	Предельный вакуум		Вакуум при максимальной скорости откачки в %	Мощность на валу насоса в кВт.
			В мм.рт.ст.	В %		при максимальной скорости откачки	Максимальная при вакууме 70%
ВНК-0.5М ВНК-0,75 ВНК-1,5 ВНК-3м ВНК-6 ВНК-12 ВНК-25 ВНК-50 ВНК-100 ВНК-150 ВНК-250	Поршневые с клапанным распределением и выравниванием давлений	0,5 0,75 1,5 3 6 12 25 50 100 150 250	40 38 75 38	95 95 90 95	89,5 90 85 90	1,5 0,8 1,6 5,2 6,0 12 23 45 90 135 225	2 1 2 5,7 8 16 32 63 125 185 310
ВНП-0,75 ВНП-1,5 ВНП-3 ВНП-6 ВНП-12 ВНП-25 ВНП-50	Поршневые с принудительным распределением одноступенчатые	0,75 1,5 3 6 12 25 50	5,5 8 40 8	99,5 99 96 99	95 95 90 95	1,18 1,75 5,0 6,7 13,2 26,5 52	1,4 2 5,5 8 16 32 64
ДВНП-0,75 ДВНП-1,5 ДВНП-3 ДВНП-6 ДВНП-12 ДВНП-25	Поршневые с принудительным распределением двухступенчатые	0,75 1,5 3 6 12 25	0,3	–	99	1 2 4 8 16 32	1,3 2,5 5,0 10 20 40

Из «сухих» вакуум-насосов, выпускаемых нашей промышленностью, наибольшее применение находят насосы следующих марок: ВНП-0,75, ВНП-3 и ВН-120. Следует отметить, что вакуум-насос ВНП-0,75 предназначен для откачки воздуха и различных неагрессивных неконденсирующихся в процессе сжатия паров из закрытых резервуаров небольшой емкости. Этот насос создает остаточное давление до 5,5 мм рт. ст.

Вакуум-насосы ВНП-3 и ВН-120 предназначены для откачки воздуха и инертных газов, очищенных от капельной влаги и механических примесей. Они создают вакуум в закрытых резервуарах до 60—80 мм рт. ст.
Вакуум-насос ВНП-0,75 представляют собой одноступенчатую поршневую крейцкопфную машину двойного действия с вертикальным расположением цилиндра. Газораспределение вакуум-насоса золотниковое.
Вакуум-насос ВНП-3 является одноступенчатой поршневой крейцкопфной машиной двойного действия с горизонтальным расположением цилиндра. Газораспределение золотниковое.
Вакуум-насос ВН-120 в отличие от вакуум-насоса ВНП-3 имеет клапанное газораспределение.

www.agrovodcom.ru