Описание водокольцевого вакуумного насоса: принцип работы, плюсы и минусы

Ремонт вакуумного насоса

Ремонт вакуумного насоса – сложный технологический процесс, требующий от специалиста необходимой квалификации и опыта. Следует заметить, что устройства данного типа отличаются высоким ресурсом и надёжностью. Однако, во избежание непредвиденных сбоев и поломок, требуется проведение плановых профилактических осмотров агрегата и замены изношенных деталей.

Распространённые виды неисправностей

Несмотря на надёжность и высокий ресурс вакуумного агрегата, как и любой другой технике, такому насосу требуется уделять внимание, а именно проводить профилактические осмотры, своевременно заменять изношенные детали. Самыми уязвимыми компонентами конструкции являются сальники, шланги и мембраны, поэтому этим деталям следует уделить особое внимание

Корпус же насоса может прослужить многие годы без появления дефектов.

Наиболее часто встречающимися неисправностями вакуумного насоса являются:

• механический износ эластичных деталей, таких как сальники и мембраны;
• устройство не выключается;
• неравномерная интенсивность потока жидкости;
• самопроизвольное включение насоса;
• агрегат выходит из строя вследствие нехватки масла.

Механический износ деталей

Интенсивная эксплуатация насоса на предельных режимах, старение полимеров, естественное истирание расходных элементов приводит к механическому износу деталей, что приводит к выходу вакуумного насоса из строя.

Расположение мембраны вакуумного насоса.

Большая часть производителей насосного оборудования поставляют с агрегатом специальные ремкомплекты, которые позволяют устранить поломку в кратчайшие сроки, а также отличаются универсальностью. К примеру, в автомобилестроении широко применяется ремкомплект вакуумного насоса Т4 модели, ставший популярным среди автомобилистов благодаря хорошему соотношению цена-качество и надёжности. В состав комплекта входят клапаны насоса, мембрана и различные элементы крепления. Это те детали, которые наиболее подвержены износу при работе устройства, однако также в некоторые ремкомплекты входит помпа.

Проблемы с включением и выключением агрегата

Если насос самопроизвольно включается, можно сделать следующие выводы:

• Неисправен датчик давления – в таком случае требуется его замена, данный элемент не подлежит ремонту;
• при работе оборудования происходит захват воздушной массы – требуется тщательный осмотр системы на предмет нарушения герметичности, а также проверить уровень жидкости там, где происходит её забор;
• нехватка давления в баке – информация о текущем давлении отображается на манометре, который входит в состав изделия;
• требуется замена резиновой мембраны. Определить неисправность можно, нажав на ниппель в заднем отсеке бака – если выходит жидкость, мембрана неисправна.

Как выглядит рабочая мембрана и изношенная.

Плохое качество перекачиваемой жидкости или неотрегулированное реле может вызвать проблему с отключением насоса: неисправное изделие может производить перекачку жидкости, даже не уменьшая производительность, однако не выключаться, когда это требуется.

2 Популярные модели

На сегодняшний день промышленность предоставляет потребителю огромный выбор водокольцевых устройств. Они отлично выполняют свою работу и устанавливаются для работы в любой отрасли.

2.1 ВВН 3Н

Водокольцевой вакуумный электронасос 3Н предназначен для откачивания паров и газов (неагрессивных к чугуну) для создания вакуума в закрытых механизмах. Для такого устройства газ очищать не надо, а также допускается попадание в прибор жидкости вместе с откачиваемым газом. Рабочая среда насоса 3Н – вода. Используют приборы в нефтяной и химической отрасли, в сельском хозяйстве, в медицине, и на очистных сооружениях.

Проточная часть агрегата изготовлена из стали, а уплотнение вала – сальниковое. Главным достоинством насоса является отсутствие трущихся деталей, что влияет на его долговечность. Насосный аппарат 3Н может быть и во взрывозащитном исполнении. Номинальное давление всасывания – 0,03 МПа.

Двухступенчатый водокольцевой вакуумный насос и его устройство

2.2 ВВН 6.0/0.4

Устройство ВВН 6 применяют, в зависимости от материала изготовления проточной части, для перекачки (создания вакуума) воздуха, агрессивных или инертных газов, которые не растворяются в воде.

Используют агрегаты в химической, металлургической промышленности, а так же в сельском хозяйстве, медицине и строительстве.

Технические характеристики:

• количество жидкости, которая поступает в прибор – 11 л/мин;
• производительность – 6 м3/мин;
• остаточное давление – 0,45 мм. рт. ст.;
• мощность двигателя – 15 кВт;
• частота вращения – 1500 об/мин.

2.3 ВВН2 50 М

Агрегат 50М – горизонтальный водокольцевой вакуумный прибор с сальниковым уплотнением вала. Конструкция устройства состоит из водокольцевого механизма, который соединен с электродвигателем муфтой. Сам водокольцевой механизм состоит из корпуса, рабочего колеса, лобовин и подшипниковых узлов. В конструкцию прибора входит упорный шарикоподшипник.

Насос ВВН2 50 М

Технические характеристики:

• производительность – 52,5 м3/мин;
• давление: начальное – 0,02 МПа, конечное – 0,1013 МПа;
• расход жидкости – 70 м3/с;
• частота вращения – 600 об/мин;
• потребляемая мощность – 70,8 кВт.

2.4 ВВН1 3

Агрегат предназначен для создания вакуума в закрытых аппаратах, которые работают на воде, воздухе, парах, неагрессивных газах и жидкостях. Пользоваться насосом ВВН1 3 12 во взрыво- и пожароопасных помещениях запрещено.

Используют насосные аппараты в целлюлозно-бумажной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

2.5 ВВН1 0 75

Насосом ВВН1 0 75 пользуются для выполнения следующих задач: создание вакуума воздуха, агрессивных либо инертных газов, которые не растворяются в воде. Рабочей средой данного агрегата является вода.

Насос вакуумный типа ВВН1-0,75

Прибор состоит из корпуса, крышки, диска, вала и кронштейна. При движении диска жидкость, завлекаемая лопастями, под влиянием центробежной силы, отбрасывается к краям крышки, образуя кольцо из воды. Между ступицей такого диска и внутренней поверхностью кольца создается пространство, которое обеспечивает всасывание газа.

Технические характеристики:

• количество воды, которая поступает в прибор – 3 л/м;
• производительность – 0,75 м3/мин;
• остаточное давление – 0,75 мм. рт. ст.;
• мощность двигателя – 2,2 кВт;
• частота вращения – 1500 об/мин.

2.6 ВВН 70А

Вакуумный водокольцевой насос ВВН 70А, в основном используют для создания вакуума в доильных установках. Такой агрегат входит в комплектацию насосных станций СН 60А и СН 120.

Технические характеристики:

• производительность(при 48кПа): 60 м3/ч;
• макс. вакуум – 0,80 кг/см2;
• потребляемая мощность – до 4 кВт;
• вес – 35 кг.

2.7 ВВН1 12

ВВН1 12 насосом водокольцевым пользуются в сельскохозяйственной, нефтегазовой, химической, пищевой, табачной и других промышленностях для сушки, дегазации, нагнетания и вытеснения газа либо жидкости.

Насос водокольцевой вакуумный ВВН-1-12

Производительность вакуумного насоса ВВН1 12 составляет 12м3/мин. Устройство уплотнено сальниковой набивкой и весит 461 кг.

Электродвигатель агрегата имеет следующие характеристики:

• мощность – 22 кВт;
• количество оборотов – 1500 об/мин;
• класс – общепромышленный или взрывозащитный.

Вакуумный водокольцевой насос ВВН 1-6

Электронасос ВВН 1-6 используется для транспортировки не агрессивных негорючих газов и паров, в составе которых нет твердых включений. Промышленный агрегат с водоотделителем применяют с целью создания неглубокого вакуума (до 40% от атмосферного давления).

Насос применяют в следующих сферах:

• пищевая промышленность – изготовление карамели, дегазация растительных масел, используют при высушивании табака;
• сельское хозяйство – системы полива и орошения, для заполнения систем центробежных электронасосов;
• деревообрабатывающие производства – высушивание вакуумом древесины и прочих пиломатериалов;
• коммунальная сфера и другие.

С подробными характеристиками можно ознакомиться ниже.

Виды вакуумных насосов

Принцип работы зависит во многом от типа устройства, поэтому целесообразным считаем рассмотреть существующие виды насосов, производящих выкачивание воздуха.Самодельный вакуумный насос для откачки воздуха

Наиболее распространенная классификация выглядит следующим образом. Для получения среднего и низкого вакуума используют механический тип насосов. К ним относятся двухроторные, жидкостно-кольцевые, пластинчато-роторные, пластинчато-статорные, турбомолекулярные, поршневые.

Пластинчато-роторные насосы

Пластинчато-роторные в своей основе имеют ротор, вращающий 2 пластинки, которые прижаты пружиной к краям камеры. Они делятся на одно, – и двухступенчатые. Разница кроется в количественном оснащении камерами, в которые поступает удаляемый воздух. Двухступенчатые устройства, в отличие от одноступенчатых, создают разряженное давление повышенного значения. (Предельное остаточное давление одноступенчатого – 1,33 Па, двухступенчатого – 0,133 Па).

Смазочным веществом выступает масло, использование которого значительно продлевает срок эксплуатации механизма, предотвращая рабочие органы от перегрева. Скорость откачки колеблется от 0,21-3 л/с. Производительность 4-1600 куб. м в час.Простейший механический вакуумный насос

Пластинчато-статорные применяются для создания начального форвакуумного давления на входе насоса, предварительного разрежения в системе.

Турбомолекулярные изделия

Чтобы получить «безмасляный» высокий вакуум были сконструированы турбомолекулярные насосы, получившие широкое распространение. Они представляет собой осевой многоступенчатый компрессор с такими элементами, как статорные диски, жестко укрепленные на корпусе, вращающиеся диски, помещенные на роторе. Диски с радиальными пазами составляют рабочий механизм насоса.

Вращение ротора со скоростью свыше 1000 об/мин. обеспечивается электродвигателем. В их арсенале – ряд преимуществ: откачка конденсируемых паров, устойчивость к резкому повышению давления; быстрый запуск, высокая степень сжатия воздуха, высокое предельное разрежение (достигает вплоть до 10-7 Па). Однако есть и недостатки – это сложность устройства, необходимость разбора всей конструкции при очистке, большие габариты, высокая цена.

Жидкостно-кольцевые механизмы

Жидкостно-кольцевые механизмы считаются самым старым видом вакуумных насосов. В конструкцию вошли: барабан, наполненный частично водой, ротор с лопатками. При его вращении на жидкость воздействует центробежная сила, в результате чего вода прижимается к внутренним стенкам барабана. Водокольцевые электронасосы проверены временем, но расходуют много энергии, поэтому теряют свою популярность. Плюс – простота функционирования и конструкции.

Производительность равна 300 куб.м в час, производимый вакуум находится в диапазоне 33-1013 мБар. Установки способны откачивать загрязненные и опасные потоки.

Области применения вакуумного оборудования

Изобретение агрегатов для вакуумирования позволило человеку решить массу проблем. Сегодня вакуумные насосы успешно используются во многих сферах, среди которых можно выделить:

• Защита окружающей среды – для этого применяются приборы с очистным фильтром и контейнерами. Они отличаются компактностью и низким уровнем шума;
• Полиграфия – в этой сфере применяется водоструйный насос, помогающий при копировании, сканировании и подготовке изображений;
• Пищевая промышленность – в этой области промышленные насосы эксплуатируются для подготовки фруктов, овощей и мясных изделий, а также для их дальнейшей расфасовки по вакуумным контейнерам;
• Медицина – в этой отрасли применяются мини-вакуумные приборы и трубки для дыхательных путей и откачивания крови;
• Химическая промышленность – здесь форвакуумный насос используется для сжатия газов, а также перегонки веществ и продуктов их распада;
• В хозяйстве – в этой отрасли используется фекальный вакуумный насос, который быстро справиться с очисткой выгребных ям и других резервуаров с нечистотами.
• В спасательных службах – в этой области используется шиберный насос, обладающий высокой мощностью и сравнительно крупными габаритами. Он позволяет выкачивать воду для обслуживания автомобилей, применяемых для пожаротушения.

Вакуумные насосы также нередко используются в строительстве, фармакологии и на нефтедобывающем производстве. Они выкачивают газообразные вещества, очищая основной продукт от посторонних примесей.

Какое масло заливать в вакуумный насос – советы специалистов

Как ручной, так и промышленный вакуумный насос, требует замены масла. Оно играет роль смазки агрегата, не давая стираться ротору и поршням устройства. Несмотря на столь важную функцию прибора, далеко не все владельцы вакуумного оборудования знают, какой именно состав заливать в насос. Чтобы выбрать подходящую смазку, требуется соблюдать ряд важных правил:

• Необходимо покупать только то масло, которое не вступает в реакцию с химическими веществами;
• Масло должно обладать повышенной термической стойкостью;
• Окисляемость масла должна быть на минимальном уровне;
• Смазка должна обладать сопротивлением к высыханию.

Далеко не все современные масла обладают всеми этими свойствами. Поэтому покупателю, скорее всего, придется изучить сразу несколько вариантов, прежде, чем он подберет оптимальное средство. В противном случае несоблюдение этих правил приведет к скорой замене вакуумного насоса.

Вакуумные насосы и их применение

Вакуум используют в различных сферах человеческой деятельности, где необходимо создать разреженное пространство. Любое технологически сложное производство без него не обходится. Для получения вакуума используют вакуумные насосы.

Их характеризуют высокая производительность и отменные качества. Для защиты от коррозии их изготавливают из высококачественных материалов. Конструктивное устройство насосов зависит от потребностей человека, поэтому модификаций насосов достаточно много.

Применение

Чаще всего вакуум используют в промышленности для того, чтобы высушить и обезводить продукт. Текстильщикам тоже без него не обойтись, например для того, чтобы просушить кожу после ее дубления, и в фармацевтике — там, где необходимо откачивать воздух из стеклянной посуды, поэтому вакуумный насос для откачки воздуха является основным элементом производственного процесса.

Также дегазация важна и в производстве пищевых продуктов, например при розливе жидкостей — там используют вакуумный насос для продуктов.

Технология выталкивания — экструзия — является весьма перспективным и высокоэффективным процессом, который позволяет получать продукт из полимерных материалов с заданными свойствами. Это продукты нового поколения.

Вакуум важен при производстве продуктов металлургии — там особенно важно устранять газообразные примеси, которые могут находиться в расплавленном металле, чтобы получить монолитные изделия без пористых вкраплений и раковин. Также вакуумное оборудование активно используют в нефтегазовой отрасли, где необходимо перекачивать большие объемы газа

В производстве электротехнических товаров, например при изготовлении ламп, без вакуумных устройств не обойтись. Сельское хозяйство, строительная промышленность также нуждаются в вакууме

Также вакуумное оборудование активно используют в нефтегазовой отрасли, где необходимо перекачивать большие объемы газа. В производстве электротехнических товаров, например при изготовлении ламп, без вакуумных устройств не обойтись. Сельское хозяйство, строительная промышленность также нуждаются в вакууме.

В изготовлении холодильного оборудования — вакуумный насос для откачки воздуха является неотъемлемой частью технологической цепочки, поскольку нельзя обеспечить его качественную работу, если в холодильном контуре присутствуют влага и воздух.

В быту они также нашли широкое применение. Устанавливают вакуумный насос на ассенизаторскую машину, чтобы производить ассенизаторские работы.

Водокольцевые насосы

Водокольцевые вакуумные насосы производят откачивание газов без смазывания. Они могут откачивать смеси паров и газов, просто пары, а также среды, содержащие жидкую фазу газа — капли. Весь модельный ряд этих насосов исполнен в виде моноблока.

Конструктивно вакуумный водокольцевой насос очень похож на пластинчато-роторный насос. Работают он также в зоне глубокого вакуума.

Зона сниженного давления образуется тогда, когда в жидкость, непрерывно поступающую в установку, погружается вращающийся ротор. Вращение сжимает закачанный в устройство газ и двигает его на выход, и уже оттуда под давлением газ выпускают из устройства. Рабочей жидкостью, как правило, служат незамерзающие жидкости.

Преимуществами являются простота устройства, устойчивость к примесям, отсутствие масляных введений, но при этом они нуждаются в периодическом обслуживании, чтобы не допускать исчезновения сервисной жидкости, — это их недостаток.

Чаще всего их используют в сушильных камерах, при изготовлении паровых медицинских стерилизаторов, в доильных аппаратах, при сушке древесины и т. д.

Пластинчато-роторные насосы

Они бывают масляными, когда рабочую поверхность смазывают особыми вакуумными смесями, и без использования масла, когда насос не нуждается в смазке.

Вакуумный насос для воды используют для закрытых процессов, так как они имеют среднюю скорость откачки. Рабочая камера имеет два модуля, которые отличаются объемами. Газ движется по принципу замещения

вследствие передвижения ротора и лопастей. Насосы роторного типа — самый популярный вид насосов, создающих вакуум.

Мембранно-поршневые

Сдавливание газа проводит поршень в процессе своего перемещения, а сам поршень в движение приводит вал электродвигателя, который соединен с шатуном. Основные достоинства — универсальность и работа без шума. Тип привода не образует искр, поэтому их можно использовать для перекачки взрывоопасных и пожароопасных сред. Для создания вакуума можно использовать насос на вакуумную машину.

Работа пластинчато-роторных насосов

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.

Водокольцевой вакуумный насос. Принцип работы

Работа водокольцевого насоса заключается во вращении лопастей ротора, которые располагается в специальном кожухе. При увеличении угловой скорости вращения элементов возникает центробежная сила достаточная для получения водяного кольца вокруг ротора и ряда незаполненных жидким веществом каналов, которые разделяются лопастями.

Если ротор располагается эксцентрично относительно кожуха, то каналы будут также изменяться по объёму: одна часть из них уменьшиться, а другая — увеличится

Если выполнить в торце крышки кожуха 2 отверстия, то через них будет осуществляться всасывание (там, где объём каналов возрос) и нагнетание воздуха (где объём снизился).

В то же время, для разделения области входа и выхода воздуха необходимо чтобы водяное кольцо прикасалось к верхней части ступицы ротора. Внизу же лопасть насосного устройства должна размещаться внутри слоя водного кольца.

Для высокого качества работы необходимо, чтобы отверстие входа воздуха имело большие размеры, нежели отверстие выхода.

Конструкция водокольцевого насоса должна иметь как можно меньше неплотных участков у торцевых стенок, это позволит выполнять работу с максимальным КПД.

Описание поверхностных насосов для абиссинской скважины

На современном рынке конструкций для автономных водоснабжений существует много моделей насосов для абиссинской скважины, которые производятся компаниями из разных стран мира. Все они имеют свои преимущества, особенные характеристики и технические данные.

Насосы DAB

Поверхностный насос для абиссинского колодца JET 82 M от компании DAB имеет ряд преимуществ:

• специальная разработка для бытовых целей и установки в абиссинских скважинах;
• высокая всасываемость воды, даже при наличии песка или водных пузырьков;
• корпус насоса имеет повышенную прочность, изготовлен из высококачественного чугуна, что позволяет эксплуатировать его на протяжении многих лет;
• насос изготавливают на заводе DAB в Италии;
• электрический двигатель и насосный элемент имеют в одной корпусной конструкции общий вал;
• в насосе встроен вентилятор, который способствует своевременному охлаждению насоса.

Двигатель насоса двухполюсный, монофазное исполнение имеет устройство с термозащитными свойствами, опора двигателя изготовлена из легкого алюминиевого сплава.

Технические данные:

• напор воды составляет до 47 метров;
• подача воды составляет до 3,6 м3 в час;
• работает насос от сети в 220 В ;
• вес насоса составляет 10,74 килограмм.

Насосы Pedrollo

Насос для абиссинской скважины Pedrollo PKm 60 можно использовать для перекачки воды, с концентрацией примесей не более 50 грамм на м3. Данный тип насоса имеет высокий уровень надежности.

В отличии от других насосов, преимуществом данного насоса от компании Pedrollo можно считать его легкость, вес конструкции составляет 5,3 килограммов.

Корпус насоса изготовлен из высококачественного чугуна, рабочий напор составляет до 38 метров, производительность составляет 2,4 м3 в час, максимальная высота всасывания – 8метров.

Условия использования насоса Pedrollo PKm 60:

• насос можно эксплуатировать при температуре окружающей среди не больше +50 градусов Цельсия;
• температура перекачиваемой воды не должна превышать +60 градусов Цельсия.

Конструкция насоса имеет следующие особенности:

• кожух мотора изготовлен из легкого алюминия;
• рабочее колесо изготовлено из латунного сплава;
• механические уплотнительные элементы изготовлены из керамики и графита.

Электрическая система насоса Pedrollo PKm 60 работает от напряжения в 220 В, асинхронный двигатель закрытого типа с вентиляцией внешнего типа с термозащитными встроенными элементами.

Насосы Grundfos

Самовсасывающий поверхностный насос Grundfos JP Basic 5 производится в Дании и имеет такие особенности и характеристики:

• изготавливается из нержавеющей стали;
• центробежный принцип работы;
• одноступенчатая система всасывания;
• вес конструкции составляет 9,9 килограмма;
• мощность двигателя составляет 750 Вт;
• высота всасывания составляет до 8 метров;
• напор воды до 44 метров;
• производительность составляет до 3500 литров в час;
• максимальное рабочее давление составляет 6 бар;
• работает от напряжения в 220 В;
• асинхронный тип двигателя с защитными элементами от перегерва;
• невысокий показатель уровня шума;
• высокий уровень всасываемости водного потока, даже если в нем содержится воздух;
• для оптимальной работы насоса температура поднимаемой воды не должна превышать +35 градусов Цельсия;
• для правильной и долгосрочной эксплуатации насоса температура окружающей среды может быть от 0 до +40 градусов Цельсия.