Вакуумный водокольцевой насос (ВВН) предназначен для откачки паров и газов с целью создания низкого и среднего технического вакуума — среды, в которой внутреннее давление ниже атмосферного. Агрегаты различаются конструкцией, рабочими характеристиками и назначением. Это надежное и простое в эксплуатации оборудование, которое обладает высокой производительностью, благодаря чему может применяться во многих отраслях промышленности.
Устройство ВВН
В конструкционную схему водокольцевого вакуумного насоса входят:
- электродвигатель;
- герметичная рабочая камера, частично заполненная водой или иной жидкостью;
- вал, расположенный эксцентрично относительно оси камеры;
- импеллер (рабочее колесо с лопастями);
- распределительный диск с входным и выходным отверстиями;
- всасывающий и нагнетающий патрубки;
- система замены воды;
- панель управления.
Корпус агрегата изготавливается из чугуна или стали, импеллер, как правило, из нержавейки. Герметичность камеры обеспечивают уплотнительные кольца. К их качеству предъявляются высокие требования, так как при разгерметизации произойдет утечка жидкости, нарушение целостности водяного кольца и резкое снижение КПД.
Рабочее колесо не имеет трущихся элементов, ввиду чего смазка не используется, и насос пригоден для производств с высокими требованиями к чистоте вакуума. Единственной деталью, нуждающейся в смазке является подшипник двигателя, но он не контактирует с рабочей средой и не оказывает на нее негативного воздействия.
При работе насоса следует избегать перегрева воды, для чего ее меняют через систему набора-слива. Отработанная жидкость либо сливается в канализацию, либо проходит цикл охлаждения и поступает вновь в систему.
Блок управления служит для включения-выключения агрегата и установки режима. При критических температурах срабатывает автоматическая защита от перегрева.
Выбирайте лучшие вакуумные водокольцевые насосы от «Вакпром»
Принцип работы
Принцип работы вакуумного водокольцевого насоса основан на механическом всасывании воздуха, его сжатии и отводе.
При включении электродвигателя ротор начинает вращаться. Лопатки импеллера приводят в движение воду. Возникает центробежная сила, откидывающая ее к стенкам камеры. Таким образом, формируется кольцевой жидкостный контур. В середине же него образуется воздушное пространство, разделенное на отдельные сектора лопастями импеллера.
Секрет работы насоса состоит в том, что вал смещен относительно центра камеры, а, следовательно, размеры этих воздушных ячеек различны и изменяются по мере вращения колеса. Переходя в кластеры меньшего объема, воздух сжимается и под силой избыточного давления выталкивается через выходное отверстие распределительного диска в нагнетающий канал. При последующем вращении этот же сектор попадает в зону большого объема. Здесь происходит обратный процесс: возникает зона разряженности, которая через входное отверстие распределительного диска заполняется воздухом из всасывающей трубы. Действие циклично повторяется до создания в откачиваемой емкости технического вакуума.
Применяются в следующих областях: металлургия, машиностроение, сельское хозяйство, химическая, пищевая, деревообрабатывающая промышленность
Разновидности ВВН
Описанная выше конструкция и схема работы вакуумного водокольцевого насоса с цилиндрической камерой и эксцентричным валом является классической и наиболее распространенной. Помимо нее можно встретить несколько видоизмененную форму с центральным расположением вала, но камерой овального сечения.
Идея такой конфигурации состоит в том, что возникает сразу по два сектора сжатого и разряженного воздуха, расположенные на малой и большой осях эллипса. Таким образом, теоретически производительность насоса должна увеличиться в 2 раза. На практике же из-за «мертвых» зон эта характеристика улучшается не более чем на 40-50%. В то же время сложность конструкции увеличивает стоимость оборудования, а овальное водяное кольцо неустойчиво, что может вызвать сбой в работе.
Типы ВВН
В зависимости от компоновки различают насосы:
- одноступенчатые с одной камерой;
- одноступенчатые с двумя камерами;
- двухступенчатые.
Первый вариант самый простой: к двигателю подсоединяется одна камера. Во втором случае камер две, и работают они независимо друг от друга. Это позволяет увеличить производительность. Двухступенчатые насосы также состоят из двух камер, но схема соединения здесь последовательная. Такая компоновка собирается в целях получения более глубокой очистки газа на выходе.
Преимущества
К достоинствам ВНН относятся:
- простота и надежность конструкции;
- высокий КПД;
- простота установки, настройки и эксплуатации;
- бесшумность работы;
- доступная цена;
- безопасность для человека и окружающей среды;
- возможность получать чистый газ без масляных паров;
- устойчивость к пыли и грязи;
- возможность работать с агрессивными средами при использовании специальных жидкостей;
- продолжительный срок эксплуатации;
- ремонтопригодность.
Применение водокольцевых вакуумных насосов
Водокольцевые насосы задействуются во многих производственных процессах, и востребованы на предприятиях разных отраслей народного хозяйства, особенно там, где недопустимо даже незначительное загрязнение парами масла.
- В пищевой промышленности при сублимационной сушке продуктов питания, для выпаривания в сахарном производстве, при приготовлении пивного и пекарского солода, ректификации вина, в процессах консервирования, для откачки воздуха из упаковок для молока, соков, фруктов, мяса, рыбы, опреснения воды.
- В химическая промышленность для кристаллизации, дистилляции красителей, азотных удобрений, растворения, сорбирования вредных газов, жидкостей.
- В животноводстве как компоненты доильных аппаратов.
- В металлургии для обеспечения материалам однородной структуры, литья тугоплавких металлов, термообработки.
- В фармацевтике для фильтрации при изготовлении медикаментозных препаратов.
- В составе различного оборудования, включающего пневматические системы, в том числе обеспечивающего транспортировку сыпучих и вязких материалов.
- В деревообрабатывающей промышленности для сушки древесины, в производстве бумаги и картона.
- В машиностроении для обеспечения диффузной и лучевой сварки.
- В оптике для осветления линз.
- В производстве зеркал для вакуумного алюминирования.
- В лабораторных исследованиях.
- В медицине для обеспечения операционных и кабинетов.
Как выбрать водокольцевой вакуумный насос?
Основными характеристиками ВВН являются:
- мощность электродвигателя;
- производительность;
- уровень рабочего и остаточного вакуума;
- скорость вращения вала;
- расход воды;
- материал корпуса и импеллера;
- допустимые температурные режимы;
- габариты;
- масса.
Отечественная и зарубежная промышленность выпускает большой номенклатурный ряд насосов, технические параметры которых могут отличаться на порядок и более. Поэтому при выборе агрегата прежде всего нужно обозначить выполняемые им задачи и условия работы. При возникновении вопросов лучше обратиться за консультацией к квалифицированному специалисту.
Водокольцевые вакуумные насосы: устройство и принцип работы
Водокольцевые вакуумные насосы (ВВН) — производительные агрегаты, разработанные для транспортировки густых и вязких сред. Помимо жидкостей, они используются для откачки газов и паров из герметичных резервуаров, перемещения сыпучих материалов, консервации, опреснения, сушки, обслуживания всевозможных технологических процессов, решения других задач.
- Общие сведения о ВВН: назначение, особенности.
- Устройство водокольцевого вакуумного насоса.
- Принцип действия ВВН.
- Типы водокольцевых насосов.
- Виды вакуумных насосов водокольцевого типа.
- Основные характеристики ВВН.
- Преимущества и недостатки водокольцевых насосов.
- Сфера применения ВВН.
- Популярные бренды водокольцевых насосов.
Общие сведения о ВВН: назначение, особенности
Водокольцевые вакуумные насосы (ВВН) — устройства объемного типа, предназначенные для перекачки насыщенных сред в условиях низкого давления или разряжения. Необходимый вакуум создается под действием центробежных сил, образующихся внутри кольцевых камер в процессе вращения ротора. После запуска электродвигателя насосы втягивают газообразный поток и выталкивают его в нужном направлении без каких-либо примесей или загрязнений.
Особенность ВВН в том, что экологичные агрегаты не предназначены для перекачки взрыво- или пожаробезопасных сред. В зависимости от конкретной модели их производительность 4,4–30000 м3/ч при вакууме 25–30 Торр (0,03–0,04 бар, 3,33–4 КПа, 340–407 кгс/м2). Величина максимального разряжения ограничивается давлением насыщенных паров рабочих сред. Помимо воды, возможно использование трансформаторного масла. В этом случае порог предельного вакуума увеличивается в 2 раза.
Устройство водокольцевого вакуумного насоса
Конструкция вакуумных насосов водокольцевого типа, в которых всасывание и отвод рабочей среды осуществляется вдоль оси, состоит из таких элементов:
- Корпус. Цилиндрическая оболочка с двумя торцевыми крышками литого типа из нержавеющего сплава X5CrNi, чугуна, углеродистой стали или другого высокопрочного материала.
- Рабочее колесо. Литой ротор (импеллер) с лопатками особой конфигурации из нержавеющей стали X5CrNi 18-101.4301 или другого высокопрочного сплава. Колесо смонтировано на валу насоса так, что центр его вращения не совпадает с осью корпуса.
- Всасывающий канал. Входной патрубок, подключенный к входному окну на корпусе, обеспечивает отсасывание воздуха из приемного бака.
- Нагнетающий канал. Патрубок, соединенный с верхней частью приемного бака, куда подается отработанная вода и воздух, выдавливаемый из трубопровода.
- Электропривод. Вал электромотора, смонтированный на двух шарикоподшипниках, заходит внутрь корпуса насоса. С помощью предохранительной муфты он соединен с валом насоса, на котором зафиксирован ротор.
- Клеммная коробка с блоком управления. Обеспечивает подключение питания, настройку и управление режимами работы ВВН, а также защиту насоса от перегрузок.
- Уплотнители. Механические уплотнители вала из карбида кремния, графита или другого материала. Уплотнительные кольца обычно изготавливаются из бутадиен-нитрильного каучука.
Для работы вакуумных насосов водокольцевого типа обычно используются приемные баки из коррозионностойкого сплава. Герметичные емкости комплектуются выхлопными, впускными и сливными патрубками. Первые обеспечивают выпуск воздушной массы, вторые — подачу чистой воды, а третьи — слив жидкости.
Принцип действия ВВН
Работа вакуумных насосов водокольцевого типа осуществляется по следующему принципу. Под действием электропривода рабочее колесо (ротор) вращается внутри корпуса, где изначально есть небольшой объем воды или другой рабочей жидкости. При определенной угловой скорости центробежные силы формируют по контуру ротора жидкостное кольцо. Оно прижимается к стенкам корпуса.
Ближе к оси вращения между лопатками создаются несколько камер. Учитывая эксцентричное расположение вала (оси вращения), объемы этих камер как отличаются друг от друга, так и постоянно изменяются по мере вращения. Сначала они увеличиваются, а потом уменьшаются. Благодаря этому создаются отсеки с низким и высоким давлением. В торцевой крышке имеются специальные окна в области создания максимального (всасывающие) вакуума и минимального (нагнетающие) разряжения.
В верхней части водяное кольцо касается поверхностей ступицы ротора, а в нижней — полностью омывает лопатки. Благодаря этому происходит разделение областей с максимальным и минимальным вакуумом. Чтобы повысить величину разряжения, всасывающие окна делаются с большими размерами, чем нагнетающие отверстия. Плюс к этому, повышенное внимание уделяется качеству уплотнений. В противном случае — ухудшается производительность, снижается КПД.
Типы водокольцевых насосов
В зависимости от варианта конструкции можно купить водокольцевой вакуумный насос одно- или двухступенчатого типа.
Одноступенчатые
Компактные агрегаты, изготовленные по моноблочной схеме. В их конструкции может быть одна или две рабочие полости. В первом случае обеспечивается относительно низкая мощность в пределах 15 кВт. Один ротор также не способен достичь высокой скорости перекачки. Более производительными считаются насосы с двумя рабочими камерами в сочетании с парой импеллеров.
Они комплектуются четырьмя патрубками, что дает возможность подавать воздух одновременно через два окна, обеспечивая самостоятельную работу отсеков.
Двухступенчатые
Производительные двухступенчатые ВВН агрегаты с двумя роторами и парой рабочих камер позволяют достичь более высокого разряжения (высокого вакуума) благодаря ступенчатому понижению давления. Их отличие от одноступенчатых моделей в том, что две камеры работают не одновременно, а поочередно, последовательно повышая вакуум. Такое решение дает возможность не только увеличить разряжение, но и значительно повысить скорость транспортировки среды.
Водокольцевой вакуумный насос (ВВН) — принцип работы, действия, устройство, характеристики, производители
Водокольцевой вакуумный насос – устройство, предназначенное для создания вакуума. Откачивание газа осуществляется за счет создания центробежных сил внутри рабочей камеры, при этом образуется кольцо с областью вакуума.
Водокольцевой насос применяется в различных сферах промышленности, машиностроении, металлургической и сельско-хозяйственной отраслях. Конфигурация механизма с принципом работы зависят от предназначения и конфигурации оборудования.
Водокольцевой вакуумный насос
ВВН – принцип работы и действия
Насос вакуумный водокольцевой ВВН — цилиндрический барабан, в котором имеются два технологических отверстия. Вокруг них располагается кольцо уплотнительное, внутри устройства располагается ротор и рабочие лопасти.
Вода выступает в роли рабочей среды, которой заполняют механизм перед запуском в работу. Под воздействием центробежной силы жидкость прижимается к стенкам, что способствует формированию вакуума, по форме напоминающего серп. Лопатки на роторе расположены неравномерно, они делят рабочую камеру на разные секции. Разреженный газ проникает в центральную часть устройства, где очищается при помощи водно-кольцевого механизма, после попадает в ячейки между отдельными лопастями.
Принцип действия водокольцевого вакуумного насоса
При повороте ротора ячейки соединяются с выпускным отверстием, предназначенным для выведения газа. Непрерывное вращение механизма обеспечивает постоянное образование вакуума. Благодаря этому очистка воздуха осуществляется постоянно, что значительно экономит энергоресурсы. Схема или чертеж насосного оборудования позволяют представить себе ключевой принцип работы механизма.
Устройство и характеристики водокольцевого вакуумного насоса
Характеристики вакуумных водокольцевых насосов разнятся от типа и предназначения устройств. Агрегаты пользуются большим спросом за счет таких ключевых преимуществ:
- Экономичность работы.
- Высокая надежность.
- Простота устройства и обращения.
- Долговечность.
- Удобство и легкость проведения ремонта.
Вакуум насосы водокольцевые имеют одну движущуюся часть – ротор, которая не контактирует с остальными комплектующими. Конструкция предполагает отсутствие клапанов и шестеренок, которые нуждаются в дополнительном смазывании и периодической замене. В дополнительной смазке нуждается только подшипник, который обеспечивает вращение ротора. Это сводит к нулю риск износа комплектующих и позволяет реже выполнять ремонт оборудования. Смазывание подвижных запчастей происходит водой — основной рабочей средой устройства.
Устройство водокольцевого вакуумного насоса
При работе агрегата с газами, которые содержат примеси в виде твердых частичек, требуется замена прокладок и колец. При работе устройства требуется периодический контроль, проверка состояния сальников и колец уплотнения. Несвоевременно обнаруженные проблемы могут стать причиной поломок и неисправностей всего механизма и повлечь за собой сложный дорогостоящий ремонт.
Технические характеристики варьируют в зависимости от модели и комплектации вакуумного оборудования. При выборе подходящего вакуумного водокольцевого насоса следует обращать внимание на скорость откачивания, показатели мощности, размеры и вес устройства, а также сферу применения оборудования. Более детальная информация по каждой модели находится в инструкции пользователя.
Насос вакуумный водокольцевой – производители
Производители вакуумных водокольцевых насосов представлены российскими и зарубежными компаниями. В зависимости от конфигурации выделяют устройства моноблочные одноступенчатые и двухступенчатые. Все они отличаются техническими характеристиками и условиями применения, что обязательно нужно учитывать при выборе устройства для создания вакуума.
Представленное на отечественном рынке оборудование импортного производства сертифицировано для использования на территории РФ. Отечественные агрегаты по качеству ничем не уступают заграничным аналогам, при этом в ценовом выражении они более доступны широкому кругу потребителей.
Водокольцевые насосы ВВН
По сфере применения вакуумные водокольцевые насосы разделяются на:
- Мембранное оборудование – НВМ, предназначенное для работы с газами и парогазовыми смесями. Используются для пожаробезопасных процессов.
- Жидкостно-кольцевые устройства, подходят для использования в пожароопасных условиях и отраслях промышленности.
При выполнении ремонта вакуумного оборудования следует использовать оригинальные комплектующие. Это сводит к минимуму риск повторных поломок из-за применения некачественных деталей и увеличивает срок эксплуатации механизмов даже после проведения капитального ремонта. Каждый производитель предлагает свои комплектующие, которые подходят для ремонта определенных моделей.