Как создать вакуум в трубе?
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Как создать вакуум в трубе?

Как сделать вакуумный насос своими руками

Любой человек знает, что такое насос, и хотя бы раз пользовался им. Но вакуумная конструкция — это совершенно другое дело. Многие считают, что подобное приспособление используют в исключительно производственных целях, а для личного применения оно не подходит. Но они ошибаются. Устройство отлично подходит и для домашних нужд, но цена его высока. Поэтому многие задумываются о том, чтобы сделать вакуумный насос своими руками.

Для чего используют вакуумный насос

Перед началом работ по созданию вакууматора необходимо задуматься и понять, для каких целей будет применяться подобный агрегат, так как в процессе потратится много сил, энергии, денег и времени. Также часть людей интересуется, как устроен вакууматор.

Как правило, все знают, что такое вакуумная камера. Она выглядит как полиэтиленовый пакет с клапаном. В этой ёмкости хорошо хранятся продукты, они не высыхают и внутри не размножаются бактерии. Вакуумирование — это правильное хранение пищи. Простейшую вакуумную упаковку можно сделать способом выдавливания воздуха из неё.

Но более профессиональный метод — это использование насоса для подобных целей. Аппарат позволит откачать воздух из любого пакета, но при этом необходимо обеспечить герметичность. Таким способом можно хранить одежду. В вакууме она становится гораздо меньших размеров, и особенно это важно при надобности вместить большое количество вещей в чемодан.

Ни для кого не секрет, что мастера по дереву, для того чтобы сделать изделия более красивыми, обрабатывают их маслом. Чтобы усилить этот процесс, необходимо положить масло в вакуумную упаковку. Таким образом, древесина будет выдавливать из себя воздух, а масло — втягивать.

Разновидности самодельных конструкций

Видов насосов может быть много. Это зависит от их прямого предназначения. Самым простым вакуумным упаковщиком можно по праву считать медицинский шприц. Но недостаток его в том, что вакуум можно создать в маленьких объёмах. И даже если дома нет медицинского шприца, то можно с лёгкостью его купить в аптеке, только следует обращать внимание на размер.

Но для того чтобы можно было упаковывать большие объёмы, хорошо подойдет автомобильный насос. Его нужно просто переработать под требуемые параметры. Тем более, вакуумный насос из автомобильного компрессора своими руками сделать не составит никакого труда.

Также можно сконструировать вакуумный насос из компрессора от холодильника, или переделать приспособления от аквариума.

Использование автомобильного насоса

Самодельный вакуумный насос можно выполнить из разных исходных материалов. Самые популярные варианты — это автомобильные и велосипедные ручные насосы.

А изготовить его можно с помощью следующих шагов:

  • Для начала необходимо разобрать конструкцию. Сперва открывается крышка на резьбе, которая держит весь механизм вместе.
  • Потом нужно вытянуть поршень и снять кольцо (оно выполняет функцию уплотнения). Снять его можно, открутив винт, расположенный снизу.
  • После этого уплотнитель нужно перевернуть и прикрутить винт обратно.
  • Собрать механизм.

Таким образом можно собрать аппарат, который создаёт несильный вакуум в ёмкостях с небольшим объёмом. Но дополнительно для вакуумного насоса нужно вмонтировать ещё и клапан.

Монтаж вакуумного клапана

Для того чтобы сделать вакууматор своими руками, в любом случае понадобится обратный клапан. Его можно легко найти в магазине, где продаются животные. Такая деталь устанавливается в компрессор от аквариума. Как вариант можно спросить знакомых, у которых есть рыбки, возможно, они имеют такие сломанные компрессоры. Поэтому обратный клапан будет не жалко, так как он уже сломан. Он идеально подойдёт в качестве запчасти для вакууматора.

Такой клапан необходимо закрепить на месте отверстия будущего аппарата. К клапану прикрепляется трубка, которая будет входить в ёмкость. Он также должен быть поставлен правильной стороной, чтобы втягивать воздух к себе, а не выпускать обратно. Для того чтобы проверить, в каком направлении работает клапан, перед установкой в него нужно подуть. Если воздух не проходит, то этой частью необходимо его прикреплять к основе конструкции. В том случае, когда клапан качественный и надёжно загерметизированный, то таким аппаратом можно создавать давление в 190 МБар.

Изготовление из компрессора

Небольшой насос не может исполнять все функции, которые нужны для современной хозяйки. Для более мощного аппарата необходимо использование дополнительных приборов. Для этого идеально подойдёт мотор с электроприводом. Можно использовать обыкновенный компрессор или помпу. Причём, такая работа абсолютно не трудоёмкая.

Нужно всего лишь вмонтировать трубку в отверстие мотора, но перед этим снять фильтр. После соединения трубки аппарат готов к использованию.

Иногда продукты, которые необходимо вакуумировать, содержат большое количество влаги. Для того чтобы избежать поломки, нужно вмонтировать дополнительную сушку, которая состоит из ресивера и отстойника.

Вакууматор из мотора от холодильника

Бытовой компрессор не всегда можно найти в хозяйстве, поэтому следует искать альтернативные варианты. Холодильники, особенно некачественные, могут иногда ломаться. Вот из мотора от старого холодильника можно сделать вакууматор. Также можно использовать кондиционеры.

Такая конструкция создаётся по следующему алгоритму:

  • Для начала необходимо отрезать трубки холодильника, соединяющие компрессор, испаритель и конденсатор. На этом этапе нужно обратить внимание на то, каким образом компрессор подключается к сети и реле, так как неверная переделка и установка не только приведут к неправильной работе, но и конструкция может выйти из строя.
  • После этого только остаётся присоединить шланг и можно пользоваться.

Хотя такой аппарат не будет обладать мощностью заводских аналогов, но выполнять все основные функции, которые нужны на кухне, он может очень хорошо.

Тем не менее у всех вариантов самодельной вакуумной конструкции могут произойти такие поломки:

  • Поломка электрического двигателя или его неквалифицированное подключение к сети.
  • Несогласованность привода и вала мотора холодильника.
  • Заклинивание рабочего элемента.
  • Создаётся накипь.
  • Перегрев вакууматора и его деталей.

Таким аппаратом можно без проблем откачать воздух из банки или бутылки.

Ремонт в домашних условиях

Всем людям, которые интересовались, как создать вакуум в домашних условиях, и тем, кто уже сделал свой первый аппарат, необходимо знать также о том, как его чинить, поскольку ломаться он может часто. В принципе, любой механизм или мотор может сломаться или начать плохо работать:

  • Неправильное подключение двигателя или его поломка. В основном это происходит при неверном подключении нужной схемы мотора. Сперва проверяется целостность проводки, хорошо ли она заизолирована. Поможет в этом пробный индикатор. Если он при присоединении засветился, то проводка целая, и причина не в этом. В противном случае мотор сломался, и его необходимо сдать в ремонт.
  • Несогласованность привода и вала. Такие сложности в работе, как правило, решаются установкой прокладки под двигатель или нагнетательный элемент. Когда это не дало желаемого результата, нужно искать проблему в муфте. Она могла сместиться. Если ситуация подтвердилась, деталь необходимо заменить.
  • Заклинивание мотора. Как правило, такая проблема является очень распространённой. Происходит она из-за откачки грязной воды. В этом случае мотор необходимо разобрать и почистить.
  • Выход из строя подшипников. Мотор начинает сильно гудеть и вибрировать. Причиной этому является поломанный подшипник нуждающийся в замене.
  • Накипь в моторе. Проблема зачастую возникает на водокольцевых насосах, поскольку они функционируют в среде воды. Ремонт сопровождается очисткой с помощью специальных растворов.
  • Перегрев конструкции, а также износ определённых деталей. Ломаются устройства из-за отсутствия смазки. Даже такие материалы, как тефлон не способны компенсировать необходимую смазку. Во избежание подобных поломок нужно соблюдать правильный температурный режим. А когда мотор перегрелся, то сгоревшие детали придётся заменить.
  • Утечка рабочей среды. Если конструкция снизила производительность, проверяется давление сервисной жидкости. Причиной этому могла быть её утечка. В таком случае необходимо заменить уплотнитель в отверстии.

Если после проверки уплотнителя оказалось, что он находится в удовлетворительном состоянии, дело может быть во фланцевых присоединениях: там нужно заменить прокладки.

Жидкость может уходить из-за сильного износа деталей. Как правило, это происходит со старыми насосами. Нужно проверить, все ли детали устарели, так как мотор в определённых случаях уже нельзя будет отремонтировать.

Аппарат может выйти из строя из-за высокого давления или перегрева. Если его настроить правильно, тогда при правильном температурном режиме конструкция будет долго работать.

Инструкция по эксплуатации

Для примера можно взять применение насоса для откачки воды из аквариума. Но в основном порядок эксплуатации будет один и тот же.

Для начала следует подготовить:

Сперва сопло необходимо вставить в отверстие тройника. Его можно сделать из подходящих труб. После этого штуцер вставляется на кран, который оборудован резьбой, а дальше требуется натянуть на него шланг. Его длина не должна превышать более 10 сантиметров — для создания хорошего давления.

Далее ядро насоса вставляется во второй конец шланга. С обратной стороны ядра подключается шланг для отвода воды в канализацию.

Потом шланг подключается к отводу тройника, а в конце шланга подключается аквариумный сифон. Сделать подобную конструкцию самостоятельно несложно. Главное- следить за ее состоянием и ходом работы, а при необходимости вовремя чинить, заменяя отслужившие детали.

Originally posted 2018-03-28 15:00:22.

Создание вакуума в выпарных установках

Вакуум в выпарных установках создается в результате конденсации вторичного пара в конденсаторах, охлаждаемых водой. Теоретически абсолютное давление в конденсаторе должно быть равно давлению насыщенного пара при температуре конденсации. Однако в конденсатор вместе с паром поступает некоторое количество воздуха, выделяющегося из выпариваемой жидкости. Кроме того, воздух проникает через неплотности в аппаратуре и трубопроводах; если конденсация производится в конденсаторах смешения (путем непосредственного соприкосновения с водой), воздух приносится с охлаждающей водой. В присутствии воздуха давление в конденсаторе равно сумме парциальных давлений пара и воздуха, т. е. давлению насыщенного пара плюс парциальное давление воздуха. Таким образом, вакуум в конденсаторе от подсоса воздуха ухудшается, и воздух необходимо удалять при помощи вакуум-насосов. Обычно в конденсаторах выпарных установок поддерживают абсолютное давление, равное 0,1 – 0,2 aт (соответствует температуре конденсации 45 – 60° С).

Читать еще:  Как починить металлопластиковую трубу?

Устройство конденсаторов.

Различают поверхностные конденсаторы и конденсаторы смешения.

В поверхностных конденсаторах пар отделен от охлаждающей воды стенкой. Эти конденсаторы по устройству аналогичны поверхностным теплообменникам (обычно применяются кожухотрубные конденсаторы) и используются в тех случаях, когда конденсат необходимо сохранить в чистом виде.

В конденсаторах смешения пар конденсируется при непосредственном соприкосновении с водой так, что образующийся конденсат смешивается с водой и удаляется вместе с ней. Вследствие простоты конструкции эти конденсаторы получили широкое распространение и применяются во всех случаях, когда конденсат не используется.

В зависимости от направления движения пара и воды конденсаторы смешения разделяются на прямоточные и противоточные, а в зависимости от высоты расположения – на конденсаторы низкого и высокого уровня.

Прямоточные конденсаторы применяются для выпарных установок небольшой и средней производительности и обычно размещаются на низком уровне.

В этих конденсаторах (рис. 13-18) пар и вода движутся в одном направлении (сверху вниз), а смесь воды и конденсата откачивается насосом.

Рис. 13-18. Прямоточный конденсатор

Так как конденсатор расположен на низком уровне, то охлаждающая вода поступает в него не с помощью насоса, а засасывается под действием имеющегося в конденсаторе вакуума. Если абсолютное давление в конденсаторе составляет 0,1 – 0,2 aт (т. е. вакуум равен 0,8 – 0,9 aт, что соответствует 8 – 9 м вод. ст.), то ввод воды должен быть расположен не выше 5 – 6 м над уровнем засасываемой воды для того, чтобы обеспечить необходимый остаточный напор (2 – 3 м) для распыливания воды при входе ее в конденсатор. Воздух отсасывается вакуум-насосом сверху, как показано на рис. 13-18, или удаляется вместе с водой и конденсатором при помощи специального мокровоздушного насоса.

Противоточные конденсаторы применяются для выпарных установок большой производительности. Они располагаются обычно на высоком уровне, причем удаление смеси воды и конденсата производится через опускную (барометрическую) трубу. Высота столба жидкости в барометрической трубе уравновешивает атмосферное давление, и жидкость вытекает из нее в сборник (барометрический ящик). Нижний конец барометрической трубы должен быть опущен ниже уровня жидкости в барометрическом ящике, образуя гидравлический затвор, препятствующий засасыванию атмосферного воздуха в конденсатор. Высота барометрической трубы должна быть не менее 1 м на каждые 0,1 ат разрежения; обычно эта высота составляет 10,5 – 11 м.

В таких конденсаторах, называемых барометрическими (рис. 13-19), пар и вода движутся в противоположных направлениях (пар – снизу вверх, вода – сверху вниз).

Рис. 13-19. Противоточный барометрический конденсатор

Причем для улучшения их соприкосновения в аппарате на различной высоте расположены тарелки или полки. Вода струйками перетекает с одной тарелки на другую через отверстия по всей поверхности тарелок; часть воды, кроме того, переливается через борт тарелки, которым поддерживается определенный уровень воды. Воздух отсасывается сверху, а смесь воды и конденсата удаляется через барометрическую трубу.

Воду в конденсатор следует подавать под напором, так как при высоком расположении ввода воды (на уровне 12 – 15 м) вакуум в конденсаторе недостаточен для ее засасывания.

Преимуществами противоточных конденсаторов смешения по сравнению с прямоточными являются меньший расход воды и меньший объем отсасываемого воздуха. Достоинством прямоточных конденсаторов является их компактность. Если отработанная вода отводится из конденсатора в канализацию, то предпочтение следует отдавать противоточным конденсаторам, так как их громоздкость окупается простотой удаления воды через барометрическую трубу. Если же отработанная вода направляется в градирню для повторного использования, то для подачи воды необходимо устанавливать насос: в этом случае в барометрической трубе нет надобности и применение компактных прямоточных конденсаторов, установленных на низком уровне, может оказаться более целесообразным.

Устройство и работа вакуумной системы

Многочисленные области производства не мыслят свое существование без использования технологий вакуума. Металлургия, медицина, химическая индустрия, сушка, промышленность полупроводников – это лишь несколько примеров того, где используется вакуумная техника. Самым известным примером является упаковка продуктов, которые мы покупаем ежедневно в магазине, кто с нас не видел мясо в «вакуумной упаковке».

Однако применение этих технологий связано не только с потребительским сегментом. Исследования в области химии и медицины уже давно не представляют своего будущего без вакуума. Инструменты исследовательской аналитики не могут функционировать без определённых условий.

Но более всего, конечно, выигрывает от этих систем промышленность и водоподготовка.

Что такое вакуумная система?

Некоторые приборы попросту не функционируют без условий вакуума, поэтому эти условия создаются искусственно. Для этого необходима целая система поддержания состояния в отсеке или контейнере, состоящая из насоса и других компонентов, которые обеспечивают его бесперебойную работу. Кроме того, область вакуума необходимо ограничивать, что делается при помощи предохранителей, клапанов и затворов. И им же нужно управлять, для чего подключаются регулировщики каждого сегмента, которые бывают электронными или механическими, а также оснащаются тепловыми, ионизационными и деформационными датчиками.

Сама же система может создавать вакуум следующих уровней:

  • Вакуум низкого уровня, который применяется в упаковочной сфере и промышленности
  • Вакуум среднего уровня, который имеете зачастую металлургическое и фармацевтическое применение
  • Вакуум высокого и сверхвысокого уровня используется при создании устройств из категории высоких технологий (чипов, плат, телескопов, микроскопов и т.д.)

Вакуумом считается состояние газа с показателями давления ниже атмосферного. Соответственно, чем ниже давление в системе, тем более «высокого» вакуумного уровня оно считается. Значения областей давления за сверхвысоким порогом достигает 10 -11 Па, тогда как низкий вакуум начинается с 10 5 Па. Четких границ не существует, поскольку важны еще и условия создания такого пространства. Одно и то же давление в области при наличии дополнительных параметров считается, как средним, так и высоким вакуумом.

Разделение на категории происходит по силе взаимодействия молекул между собой, а именно в зависимости от длины их свободного пробега.

Особенности каждого вида вакуума следующие:

  • Низкий вакуум имеет усреднённую длину пробега молекул ниже размеров области или сосуда (диаметр трубопровода, например)
  • Средний вакуум имеет длину пробега молекул, которая равна размерам области или сосуда

Сверхвысокий вакуум имеет также свою особенность: он практически не меняет свойства свободной от газа поверхности за какое-либо существенное время.

Создание определенного уровня вакуума зависит от применения насосов. Их количество варьируется в зависимости от сложности установки и целевого назначения всей системы. Концентрация молекул уменьшается во время процесса откачки.

От насосов и конденсаторов (их типов и количества) зависит степень дегазации пространства. Конденсаторы называют ловушками, потому что они собирают газы и пары на холодных поверхностях, а также впитывают их при помощи пористого сорбента (другой тип ловушки). В некоторых случаях для удаления отдельных элементов газов используется ионизация.

Схема простой вакуумной системы

Вакуумные системы состоят из таких компонентов:

  • Два/три насоса, соединённые в определённой последовательности
  • Регуляторов давления и потоков газа
  • Ловушек, улавливающих пары
  • Приборов для измерения состояния области вакуума
  • Затворов, предотвращающих разгерметизацию
  • Трубопроводов, по которым перемещается газ и производится откачка

На схеме видно, как последовательно должны включаться высоковакуумный и низковакуумный насосы для откачки. Низкий вакуум при этом создается с помощью форвакуума. Все насосы в обязательном порядке соединяются с ловушками, которые устанавливают над устройствами. Ловушки служат предохранителями сосуда с откачиваемым объектом. Их предназначение в том, чтобы не допустить попадания вещества насосов в вакуумную среду, а также поймать нежелательные в области откачки газы.

Низковакуумный насос в предложенном примере оснащен ловушкой, которая предохраняет высоковакуумный насос от попадания паров форвакуума.

Вся система соединяется при помощи клапанов и затворов. На схеме трубопроводы отображаются простыми основными линиями, какого бы функционального назначения они не были.

Основная часть вакуумной системы – это камера, в которой и создаются необходимые условия за определённое время на определённый период. На схеме данная камера названа «откачивающим объектом».

Существует классификация камер по типу применения оборудования по созданию вакуума для следующего:

  • Механической обработки
  • Термообработки
  • Синтеза металлов или элементов
  • Проведения экспериментов
  • Нагрева

Кроме того, камеры подразделяются по степени охвата сопутствующего оборудования для работы в вакууме:

  • Машина или агрегат, в которой содержится все оборудование (основное и дополнительное)
  • Механизм – эта часть технических устройств находится внутри

Функциональное назначение камер вакуума бывает следующее:

  • Ввод-вывод – загрузка и транспорт объекта обработки
  • Предварительная подготовка для материалов, передающихся потом к основному узлу
  • Шлюзовая камера, где создаётся или понижается давление последовательно

Соединения между камерами, ловушками и насосами обеспечивают трубопроводы, которые также бывают разных типов (форвакуумный, вакуумный, байпасный и т.д.). Это основная часть любой схемы вакуумной системы, поскольку она соединяет все элементы воедино, обеспечивая бесперебойную работу и взаимосвязанные процессы включения/отключения оборудования.

Что собой представляет автоматическая вакуумная система?

Автоматика используется в таких процессах, которые требуют долгого времени бесперебойной работы вакуумной установки.

Сферы применения таких систем вакуума обычно включают:

  • Большие заводы и производства с налаженными автоматическими линиями
  • Сферы, где требуется загрузка/выгрузка тяжелых грузов (например, древесины)
  • Пожарные автомобили для систем водозаполнения насосов
  • Медицинские учреждения
  • Промышленность всех видов
  • Автомобильное устройство
  • Системы умного дома

В отличие от обычных вакуумных систем автоматические системы оснащены встроенными логическими контролирующими элементами. Именно контроллер управляет всеми частями работы установки, а в случае ошибки или поломки подключает резервные системы. Таким образом, для обслуживания не нужно постоянное или даже временное присутствие персонала, а достаточно проверять состояние вакуума по экранам контроллеров.

Также автоматизированные системы внедряются централизовано, чтобы охватить несколько областей производства или экспериментальных процессов на предприятии. Автоматика позволяет управлять работой установок централизовано и удаленно. Небольшие вакуумные системы имеют около 20 различных параметров, которые настраиваются под пользователя и его нужды. Крупные установки могут оснащаться расширенным функционалом.

Преимуществами автоматических вакуумных систем:

  • Отсутствие необходимости сложного техобслуживания: замены пластин, фильтров масла или самого масла в камере
  • Отсутствие высокого риска смешивания масляной пыли с откачиваемыми газами, поскольку компоненты блокируются автоматически
  • Энергоэффективность, поскольку за счёт упрощения процессов и потребление энергии сокращается

Как правило, автоматика оснащается двумя и более насосами, поскольку один требует гарантии проведения техобслуживания (для этого систему и должны отключить). Два насоса обеспечивают надежность работы, а если в установке их три, то ещё и гарантируют включение резервной системы при возможных неполадках. В зависимости от назначения создания вакуума системы откачки используются параллельно или попеременно.

Устройство вакуумных систем

Как уже упоминалось, система вакуума – это набор устройств, которые призваны создавать, поддерживать и регулировать состояние вакуума в определенной области. В систему входят элементы измерения, откачки, связующие звенья, устройства герметизации и другие сборочные элементы. Конструкция вакуумной системы зависит от ее назначения и характеристик элементов, входящих в ее состав.

Основные элементы устройства вакуумной системы:

  • Камеры, в которых и создаются условия вакуума
  • Трубопроводы, которые перемещают газы по системе
  • Запорно-регулирующие аппараты, предназначенные для герметичности и перекрытия коммуникаций внутри системы
  • Противоаварийные установки, служащие для перекрытия трубопроводов при возникновении неполадок (работают за доли секунды)
  • Напускные установки для плавного регулирования давления, которые запускают воздух или газ в систему
  • Соединения, обеспечивающие герметичность и взаимосвязанность всех элементов установки
  • Насосы для дегазации

Классификация всех элементов производится по их назначению в конкретно взятой вакуумной системе. Камеры и трубопроводы имеют самый большой разброс характеристик, поскольку могут находиться в разных частях установки и применяться, как промежуточные звенья, так и конечные элементы системы.

Запорные аппараты, которые регулируют все процессы внутри сложной агрегатной системы, применяются на всех уровнях вакуума:

Все они бывают разных приводов: от полноценной механики до электрических модификаций в автоматических системах (электро-механические, электромагнитные, пневматические или гидравлические). Не последнюю роль играет способ, которым эти «малыши» обеспечивают герметизацию всех узлов вакуумной системы. Применяется уплотнитель или расплавляемые металлы.

В условиях высокого и сверхвысокого вакуума клапаны срабатывают очень часто, особенно при прогревах, поэтому, в таких системах используют усиленную герметизацию.

Соединения запорных аппаратов и других элементов системы подразделяют установки вакуума на такие виды:

    Разъемные, которые можно спокойно разбирать, и детали не будут деформированы или разрушены в процессе

Выбор одного из двух способов стыковки элементов зависит от условий создания вакуума и рабочих температур.

Работа вакуумных систем

Получить вакуум можно при помощи удаления газа из камеры. В одном случае газ направляется вне вакуумной системы, а в другом связывается внутри установки. Для этого используются насосы, запускающие весь процесс создания условий в камере.

Газ перемещается по системе порциями, но непрерывно. Его удаление происходит через изоляцию в рабочей камере насоса, а затем передачу за пределы откачивающего элемента. Это происходит при помощи сжатия газа в процессе перемещения так, чтобы его давление было больше, чем давление на выходе из насоса.

Во время работы откачивающих систем вакуума возможны следующие негативные явления:

  • Проникают пары в объект откачки (в вакууме)
  • Откачиваемые вещества загрязняют насос
  • Происходит потеря рабочей жидкости

Во всех этих случаях применяются ловушки, которые запускаются вместе с насосами в системе. Обычно на каждый насос существует своя ловушка, которая выступает предохранителем для условий, создающихся в камере.

Цикл откачки и удаления нежелательных элементов повторяется снова и снова, пока в камере не будет достигнуты необходимые условия вакуума. Поддержание этого состояния зависит от регулярности работы насоса, а также клапанов системы. Насосы, которые связывают газы, не откачивают их, а захватывают в твердом состоянии. И те, и другие имеют трудности и ограничения, особенно, когда необходимо откачать водород или неон.

Последовательное соединение насосов обеспечивает их цикличную работу на разных ступенях. Это применяется для создания сверхвысокого и высокого вакуума. Откачка газа проходит несколько этапов регуляции и изменения давления в системе, постепенно достигая нужной отметки дегазованности. Впоследствии условия поддерживаются в камере через повторное включение насосов и герметизацию объекта откачки.

Примером тому является система принудительного вытеснения. Она имеет ручной водяной насос, который внутри самого себя способен создать герметичную область вакуума. Происходит перепад давления и жидкость из целевой камеры (например, колодца) перемещается в эту область, после чего она закрывается со стороны целевой камеры, но открывается в сторону атмосферы. В процессе область сжимается до минимально возможного размера, что и выталкивает жидкость дальше. Поддержание в насосе вакуума обеспечивается расширением и закупориванием области перемежающимися периодами прохождения через полость воды.

Вакуумный насос своими руками: пошаговый процесс работы, как сделать вакуумный насос

Вакуумное насосное оборудования широко применяется для решения разнообразных задач бытового и промышленного масштабов. Подобного рода агрегаты используются преимущественно для выкачивания парообразных и газообразных веществ.

Вакуумный насос

Рассматриваемое оборудование очень удобно, однако его стоимость является неприемлемой для многих потенциальных пользователей. Но народные умельцы нашли выход из сложившейся ситуации, научившись собирать вакуумные насосы самостоятельно, преимущественно приспосабливая под это другое оборудование.

Прежде чем приступать к собственноручному изготовлению вакуумного насоса, ознакомьтесь с основными принципами работы и разновидностями таких устройств.

Вакуумный насос

Механизм действия оборудования основан на создании вакуума. В зависимости от предназначения, рассматриваемое оборудование классифицируется на низко-, средне-, высоко- и сверхвысоковакуумные насосы.

В быту же обычно применяются простейшие самодельные конструкции, выполненные на основе обыкновенных насосов, компрессоров и прочего подходящего для этих целей оборудования.

Узнайте, как выбрать насос для скважины, а также рассмотрите основные критерии выбора, из нашей новой статьи.

Модифицирование автомобильного насоса

Вакуумный насос изготавливается из обыкновенного манжетного насоса, используемого автовладельцами. В качестве основы можно использовать даже простой насос для велосипеда или другой подобный прибор.

В применении сложных технологических приемов и специального оборудования нет необходимости. Переделка автомобильного насоса в полноценное вакуумное оборудование выполняется в несколько этапов.

Первый шаг. Разберите исходный насос.

Разборка ручного автомобильного насоса

Второй шаг. Разверните манжету автомобильного насоса на 180 градусов. За счет изменения положения манжеты воздух будет не накачиваться в емкость, а вытягиваться из нее. Такое оборудование прекрасно подойдет для решения различных задач, не требующих создания глубокого вакуума.

Третий шаг. Соберите агрегат в порядке, обратном разбору.

Разворачиваем манжету

Четвертый шаг. Выполните установку обратного клапана. Для решения данной задачи можно воспользоваться клапаном, принимающее участие в передаче воздуха от нагнетающего компрессора в емкость (аквариум). Этот клапан надо установить между шлангом и непосредственно насосом.

Собираем насос Собираем насос

На этом простой бытовой насос готов. При условии тщательного и правильного выполнения всех приведенных шагов руководства, обеспечения достаточной герметичности каждого сопряжения, подборе подходящего пластикового клапана высокого качества, такой простейший вакуумный агрегат сможет отсасывать до 75-85% от суммарного объема воздуха. Для сравнения – у пылесоса данный параметр во много раз ниже.

Водокольцевой насос

Относится к категории низковакуумного насосного оборудования. Конструкция представляет собой корпус с установленными внутри пластинами. Пластины крепятся к ротору. При погружении пластин в жидкость (чаще всего это вода) происходит изменение ее объема.

В процессе работы оборудования создаются условия, достаточные для обеспечения 90-95-процентного вакуума. Для повышения показателя нужно заменить воду другой жидкостью, имеющей более высокую точку кипения, и обеспечить охлаждение откачиваемого воздуха.

Среди преимуществ такого вакуумного насоса нужно обязательно выделить его высокий моторесурс, обеспечивающийся отсутствием трущихся уплотнителей и предельной простотой конструкции.

Но есть у водокольцевого агрегата и ряд недостатков, а именно:

  • необходимость организации улавливания и утилизации либо же рециркуляции теряющейся рабочей жидкости с включением отходящих газов;
  • необходимость регулярного пополнения объема рабочей жидкости в оборудовании;
  • необходимость обеспечения охлаждения применяемой жидкости для уменьшения давления образующихся паров.

Сборка водокольцевого вакуумного насоса выполняется в несколько простых шагов.

Деталь вакуумного насоса

Первый шаг. Подготовьте корпус подходящего размера. Корпус насоса должен иметь цилиндрическую форму.

Второй шаг. Поместите внутрь корпуса вал с закрепленным рабочим колесом. Колесо должно быть оснащено лопастями сравнительно небольшого размера.

Третий шаг. Обеспечьте подачу рабочей жидкости в корпус насоса. Жидкость должна подаваться так, чтобы под ее воздействием лопасти вращались. Образованная центробежная сила заставит жидкость направиться к стенкам корпуса, а в центре устройства создастся вакуум.

Подобные насосы обычно применяются в сельском хозяйстве и на производстве, в городской квартире от них вряд ли будет какая-либо польза, но владельцу частного дома такой агрегат может пригодиться.

Водокольцевой

Узнайте, как правильно выбрать насосную станцию, а также ознакомьтесь с нюансами оборудования, из нашей новой статьи.

Модифицирование аквариумного компрессора

При необходимости обеспечения более высокого показателя разреженности можете использовать оборудование, созданное на основе бытового компрессора, способного нагнетать воздух под высоким давлением.

В переделывании аквариумного компрессора нет никаких сложностей. Сферы использования подобных приборов довольно многогранны. К примеру, некоторые хозяева применяют такие насосы для устранения специфического аромата, возникающего в процессе перегонки спирта.

Также подобного рода вакуумные насосы подходят для выполнения разного рода экспериментов, при проведении которых должно создаваться некоторое разрежение в перегонных кубах и разнообразных бродильных емкостях.

Разберите компрессор

Первый шаг. Открутите крепления с корпуса используемого компрессора. В этом вам поможет отвертка.

Второй шаг. Разберите внутри компрессора узел, в составе которого присутствует элемент с клапанами.

Третий шаг. Отпилите угол корпуса в месте, удобном для подведения насосного шланга. Соберите упомянутый узел компрессора в обратном порядке и вставьте его в корпус в соответствии с подготовленным отверстием.

Часть для модернизации отмечена красным

Четвертый шаг. Подготовьте в нижней стенке детали отверстие для удаления конденсата и случайно проникшей внутрь воды.

Пятый шаг. Обустройте систему отведения газов из вакуумного насоса. Для этого используйте клей и трубку подходящих размеров.

В результате устройство, собранное в обратной последовательности, будет откачивать воздух вместо его нагнетания.

Меняем клапаны местами

При разрежении, создаваемом таким оборудованием, можно будет уменьшать температуру кипения рабочих жидкостей.

При этом обязательно учитывайте тот факт, что в процессе выполнения подобной работы через агрегат будут проходить образующиеся пары, что категорически нежелательно. Поэтому в состав системы надо обязательно включить отстойник и ресивер – они будут способствовать осушению воздуха.

Руководство по использованию вакуумного насоса

Порядок применения вакуумного насоса будет рассмотрен на примере откачки воды из аквариума. В целом же особенности использования такого оборудования остаются практически одинаковыми для большинства ситуаций.

Подготовьте необходимые приспособления. Вам понадобится:

Вставьте в отверстие тройника сопло. Его вы можете предварительно сделать из трубки подходящего размера. Далее вам нужно навинтить штуцер на кран с предварительно созданной резьбой, а затем натянуть отрезок шланга. Не рекомендуется использовать шланг длиной больше 100 мм.

Цены на популярные компрессоры

После этого вам нужно вставить ядро насоса во второй конец шланга. С противоположной же стороны насосного ядра выполните подключение короткого шланга для отведения жидкости в канализацию.

Подключите шланг к основному отводу пластикового тройника, а затем запустите подсоединенный шланг в емкость с водой.

При этом к концу шланга необходимо присоединить аквариумный сифон для предотвращения затягивания земли в вакуумный агрегат.

В результате система будет работать в следующем порядке:

  • вы открываете кран;
  • в систему поступает вода;
  • в шланге создается разрежение;
  • вода откачивается из аквариума.

После того как необходимое количество жидкости будет откачано, вам останется перекрыть поступление жидкости при помощи крана и достать сифон из емкости.

Узнайте, как выбрать насос для повышения давления воды, а также рассмотрите способы его применения, из нашей новой статьи.

Теперь вы имеете представление о порядке самостоятельного изготовления различных моделей вакуумных насосов. Полученная информация позволит вам сделать насос собственными силами и сэкономить достаточно существенную сумму на покупке готового устройства заводского изготовления.

Видео – Вакуумный насос своими руками

Вакуумсоздающие системы на НПЗ

Заданная глубина вакуума в вакуумных колоннах создаётся и поддерживается с помощью вакуумсоздающих систем (ВСС), в состав которых входят следующие блоки:

  1. конденсации дистиллятных паров
  2. собственно вакуумные насосы
  3. барометрические трубы
  4. газосепараторы
  5. сборник конденсата

ВСС предназначены как для создания начального разряжения в технологической системе, необходимого для запуска процесса, так и для поддержания заданного вакуума в течение технологического процесса [67].

Нагрузка на ВСС вакуумных колонн (ВК) установок АВТ формируется за счет [68]:

  • газов натекания (атмосферный воздух), поступающих в ВК через неизбежные неплотности в колонне (сварные швы, фланцевые разъёмы, уплотнения насосов, …), а также в растворенном виде с питанием колонны;
  • легких газов разложения, образующихся в системе за счёт термодеструкции тяжелых углеводородов и сернистых соединений, содержащихся в сырье (представлены в основном сероводородом);
  • несконденсированных водяных паров, вводимых в ректификационную систему из технологических соображений.

На сегодняшний день можно считать доказанным [12], что понижение давления в ВК дает ощутимые технологические преимущества, связанные в первую очередь со снижением интенсивности процессов разложения тяжелых углеводородов. Поэтому в промышленности наметилась устойчивая тенденция перевода режимов работы колонн разделения мазута на более глубокий вакуум. Решение проблемы ищется при этом в двух направлениях:

  • разрабатываются контактные устройства (в основном насадочного типа), обладающие малым гидравлическим сопротивлением, высокой массообменной и теплообменной эффективностью;
  • разрабатываются новые ВСС, обладающие в сравнении с традиционными более высокими технико-экономическими показателями.

В традиционных схемах вакуумной ректификации мазута между ВК и ВСС размещается парциальный конденсатор, а для отвода несконденсированной парогазовой смеси (ПГС) после конденсатора используются пароэжекторные насосы (ПЭНы).

В настоящее время подобные схемы устойчиво работают при давлениях 50 мм Hg и выше [12], однако для перехода на более глубокий вакуум требуются новые технические решения.

Расчеты показывают, что при понижении давления до 30 мм Hg и ниже конденсация парогазовой смеси (ПГС), отводимой с верха вакуумной колонны, при использовании в качестве хладоагента воды из системы оборотного водоснабжения, становится малоэффективной. Это объясняется тем, что в ПГС присутствует значительное количество (до 85%) водяных паров. Даже переход на технологию «сухого вакуума» (ВК работает без подачи водяного пара в кубовую секцию) не позволяет кардинально снизить концентрацию водяных паров в ПГС, поскольку определенное количество водяных паров все равно должно вводиться в технологические печи для снижения процессов коксоотложения в змеевиках печей.

При давлении верха колонны 25 мм Hg и температуре конденсации 30 о С и выше (водяное охлаждение) достигаемая степень конденсации ПГС не превышает 15%, причем конденсируются только тяжелые соляровые фракции (температура кипения 350 о С и выше). Водяные пары, вводимые в систему из технологических соображений, при этом практически не конденсируются и полностью остаются в газовой фазе.

Поэтому при переходе на глубокий вакуум (25 мм Hg и ниже) использование узла промежуточной конденсации между верхом ВК и ВСС на существующих режимах становится нецелесообразным, и всю ПГС из ВК приходится направлять на ВСС.

Альтернативой этому решению может выступать технология использования в конденсационных узлах захоложенной воды, полученной, например, с помощью бромистолитиевых холодильных машин [69]. И тот, и другой подход связан с ростом и капитальных, и эксплуатационных затрат: в первом случае – на усложнение ВСС, во втором – на подготовку охлаждающей воды.

До настоящего времени в отечественной промышленности в качестве ВСС наиболее ПЭНы, причем вне зависимости от величины принятого технологического вакуума.

Основными недостатками ПЭНов являются: во-первых, их высокая энергоемкость и, во-вторых, чувствительность как к качеству охлаждающей воды, так и к параметрам (давление, температура) рабочего пара. Повышение температуры охлаждающей воды (летний период) и снижение параметров рабочего пара (зимний период) сопровождается «просадкой» вакуума, что приводит к снижению технико-экономических показателей совокупной системы. Кроме того, эксплуатация пароэжекторных насосов связана с выбросами вредных веществ в атмосферу.

В этой связи становится актуальной задача замены ПЭНов на энергосберегающие и экологически чистые ВСС, которые позволили бы снизить эксплуатационные затраты на процесс создания и поддержания вакуума, а также уменьшить образование химзагрязнённых стоков.

На сегодняшний день разработаны и внедрены в промышленности гидроциркуляционные ВСС [68], в которых используются или одноступенчатые жидкостные эжекторы (ЖЭ), или жидкостнокольцевые вакуумные насосы (ЖКВН), причем в качестве рабочих жидкостей в обоих случаях используются дистилляты ВК (вакуумный дистиллят) или продукты, близкие к ним по своим термодинамическим свойствам (дизельное топливо).

Эта технология позволяет уменьшить количество химзагрязнённых стоков, что повышает экологические характеристики ВСС. Проведенный анализ [68] показывает, что в области создаваемого вакуума 50 мм Hg и выше ВСС на базе ЖКВН однозначно выигрывают как у ПЭНов, так и у ВСС на базе ЖЭ в плане эксплуатационных затрат.

Аналогичный вывод можно сделать и относительно капитальных затрат, что достаточно важно, поскольку из-за особенностей технологии разделения мазута под вакуумом необходимо предусматривать резервирование ВСС для обеспечения безопасности эксплуатации данных установок.

Классификация вакуумных насосов

В таблице приведена классификация вакуумных насосов различных типов (нажмите на рисунок для увеличения).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector