10.12.2013

Вакуумные установки и их применение

Вакуумные установки предназначены для получения вакуума в различных ёмкостях и действуют аналогично воздушным нагнетателям, только в обратном направлении. В некоторых случаях они могут применяться и для получения сжатого воздуха. Таким образом, вакуумные насосы можно рассматривать в качестве компрессоров, не увеличивающих, а уменьшающих давление в ёмкости.

Устройство, принцип работы и отличительные особенности вакуумных насосов

Вакуумное оборудование производит преобразование кинетической энергии вращения вала насоса в статическую внутреннюю энергию разряженного газа, находящегося в резервуаре. Возникает разность давлений между внутренним пространством ёмкости и наружной атмосферой. Величина произведённой работы будет пропорциональна количеству выкачанного газа из резервуара и возникшей разности давлений.

Механические выкачивающие насосы представляют собой те же компрессоры, включенные в обратном направлении, то есть они не вдувают, а высасывают воздух из сосуда, удаляя его наружу. Главное отличие вакуумной установки от компрессора заключается в том, что на её рабочие органы воздействуют малые давления ниже 1 атмосферы, которые приближаются к нулю при больших значениях вакуума.

Кроме этого, для вакуумных насосов характерны следующие отличительные особенности по сравнению с компрессорами:

• разность давлений между внутренним и внешним пространством сосуда (внутренней и внешней стороной клапанов насоса) не превышает одной атмосферы, в то время, как в компрессорах она может достигать несколько десятков и сотен атмосфер;
• с течением времени, по мере усиления вакуума, масса выкачиваемого воздуха уменьшается. Соответственно уменьшается и абсолютная величина разрежения, создаваемого в единицу времени;
• в отличие от сжатого воздуха, разряженный воздух не нагревается. Выделяемое работающим насосом тепло рассеивается внутри него.

Многоступенчатая система разрежения

Для получения высокого уровня вакуума необходимо применять несколько этапов разрежения воздуха. На первой ступени применение одного насоса позволит получить предварительное разрежение в камере до 650 мм Hg. Далее разряженный воздух поступает на вторую ступень, где используется более мощный мембранный насос. После второй ступени достигается более высокий вакуум до 750 мм Hg.

На следующей ступени нужно использовать ещё более мощный насос или иной способ создания вакуума. Таким образом, можно достичь высоких уровней разрежения. Многоступенчатый принцип создания вакуума также выгоден и с энергетической точки зрения. Он создаёт меньшую нагрузку насосам и уменьшает энергозатраты на производство вакуума.