Вакуумные насосы: разновидности и их особенности

Немало современных устройств используют в работе газовые среды с давлением ниже атмосферного. Для создания необходимого разрежения применяются разнообразные вакуумные насосы. Приборы этого вида весьма многообразны: их разделяют по техническим возможностям, способу функционирования, назначению.

Объемные и необъемные приборы для создания вакуума

Вакуумные насосы объемного типа являются механическими. Они перекачивают воздух при помощи перемещающихся рабочих элементов. Подобные устройства могут быть оснащены диафрагменным, водокольцевым, спиральным, кулачковым или пластинчато-роторным рабочим элементом. Чаще всего такие приборы используют для формирования среднего и низкого вакуума.

Прочие вакуумные насосы работают на иных принципах. Например, разреженная среда может создаваться при помощи низких температур. В частности, к таким приборам относят: геттерные, паромасляные, диффузионные и многозарядные агрегаты. Большинство подобных насосов работают в сочетании с устройствами предварительного разрежения. Необъемные разновидности приборов для создания разреженной среды способны воспроизводить условия высокого и сверхвысокого вакуума.

Какие физико-химические способы разрежения газовой среды используют современные вакуумные насосы? Таковых немало, например:

• ионизация газа и удаление его из объема при помощи электромагнитных полей;

• извлечение газовых частиц из заданной камеры посредством химической реакции;

• газовая среда охлаждается до состояния, когда газ преобразуется в твердое состояние и удаляется.

Некоторые популярные разновидности приборов для формирования вакуума

В производстве вакуумных насосов используют элементы, изготовленные из металлов и пластмассы, устойчивых к химическому воздействию перекачиваемых сред. Кроме того, вся конструкция должна обладать достаточной физической прочностью и герметичностью.

• Пластинчато-роторные образцы. Таковые широко применяют в промышленности, например, в печах термообработки и климатических камерах. Приборы этого типа достаточно универсальны. Они отличаются износостойкостью, надежностью, ремонтопригодностью.

• Водокольцевые вакуумные насосы. Такие аппараты нужны, чтобы разрежать циркуляцию водной среды. Использование жидкости в качестве рабочей поверхности хорошо тем, что: продляет срок эксплуатации прибора, сокращает энергопотребление, процессы трения уменьшаются за счет смачивания деталей водой. Область применения такой техники: холодильные установки и кондиционеры (перед заполнением фреоном).

• Вихревая техника. Вакуумные насосы, включающие в себя колесо и вращающиеся на валу лопасти, просто ремонтировать и легко использовать. Особенность такой техники: восприимчивость к механическим примесям. Что еще? КПД вихревых приборов довольно невысок.

• Винтовые насосы для создания вакуума. В конструкцию таких приборов входят роторы, статор и привод. При функционировании такого агрегата обрабатываемая среда вытесняется вдоль вращающегося винта. Плюсы вакуумных насосов этого типа: способность перекачивать газы и жидкости с механическими включениями, малошумность. К сожалению, данная техника является весьма недешевой.

• Турбомолекулярные вакуумные насосы. Способны создавать высокий вакуум посредством механических принципов работы. Основной механизм – это статор и ротор с дисками, размещенными под заданным углом. Для функционирования такого прибора необходим форвакуумный насос. Плюсы конструкции: работа с любыми смесями (вплоть до коррозионных и агрессивных газовых сред), возможность формирования глубокого вакуума без включения частичек масла, допустимость эксплуатации аппарата в обширном диапазоне давлений. Сложные моменты: трудность обслуживания, скорый выход из строя подшипников при разбалансировке.

Области применения вакуумных насосов

Как правило, вакуумные насосы имеют скромные габариты и затрачивают в ходе работы небольшое количество энергии. Такие приборы востребованы во многих областях народного хозяйства, например:

• в текстильной промышленности (для сушки продукции без применения высоких температур);

• в нефтеперерабатывающей и химической отраслях (в целях создания условий для разделения сложных составов и протекания соответствующих реакций);

• в пищевой отрасли (расфасовывание молочной продукции, мяса, рыбы);

• в фармацевтике (для быстрой сушки в промышленной технологии лекарств);

• в научно-исследовательских лабораториях;

• в ходе дегазации материалов (металлов и не только) при формировании деталей с однородной структурой;

• в полиграфической промышленности (закрепление термопленки);

• в медицинской отрасли (применение дыхательных аппаратов, вакуумный массаж в стоматологии).