Вакуумный насос для откачки воздуха из компрессора. Делаем вакуумный насос для воды своими руками.

Для получения вакуума той или иной степени необходимы соответствующие устройства, носящие название вакуумные насосы. Эти системы, предлагаемые сегодня, служат для удаления паров или газов до конкретного уровня давления.

В статье мы поговорим о предназначении вакуумного насоса, принципе работы, его видах.

1 Общие положения

Вакуумные насосные установки – это агрегаты, призванные откачивать воздух, газ, пар, которые циркулируют в замкнутой системе. Благодаря данной откачке образуется разреженная среда или среда с пониженным давлением, т.е. вакуум. Основной отраслью, используемой данные устройства, является промышленная, однако в быту они также нашли свое применение.

1.1 Предназначение вакуумных устройств, принцип работы

Важнейший узел любой вакуумной системы, главным образом, предназначен для откачки воздуха, создавая при этом необходимое давление, которое не во всех случаях нужно повышать. Так, например, для осуществления некоторых химических процессов необходимым условием является понижение давления или создание вакуума. Именно с данной операцией и справляется вакуумный насос. Тяжелая промышленность, нефтегазовая, химическая и металлургическая – в первую очередь нуждаются в подобного рода приборах.

Принцип их работы заключается в удалении газов из рабочей герметичной камеры, периодическом изменении ее объема. Вакуумный насос для откачки воздуха приводит к распределению в замкнутой системе молекул естественной смеси газов. Таким образом, агрегаты функционируют по методу вытеснения.

Интересный факт. Технология, лежащая в основе насосов, аналогична той, благодаря которой совершается работа воздушных компрессоров .

Чистящая и защитная жидкость для отопления, солнечная система для очистки и защиты отопительной системы. Солнечная система и солнечные установки для отопления и горячей воды. Трубчатые или плоские солнечные панели. Солнечные сборки содержат все компоненты, необходимые для подключения.

Настенные кондиционеры

Настенный кондиционер оборудован на стене.

Кассетные кондиционеры

Кассетный блок установлен в нижнем потолке, поэтому он не занимает практически ни одного места. Подоконник предназначен для установки на стене, под порогом или на стационарной установке на земле. Потолочный блок создает эффект нагрева пола по его местоположению.

Подземные кондиционеры

Потолочный потолочный кондиционер. Блоки под потолком компактны.

Установки обеспечивают два основных условия:

• снижение уровня давления до минимального значения за счет забора газовой смеси из среды замкнутой системы;
• обеспечение оперативности данного процесса.

1.2 Основные характеристики

На возникновение разновидностей вакуумного насосного оборудования влияют технические параметры. К основным характеристикам вакуумной техники относят:

1. Скорость откачки (S об) – объем воздуха, откачиваемый при фиксированном давлении в единицу времени.
2. Быстрота действия насоса (S н) – т.е. величина, которая характеризуется оперативностью забора во входном сечении агрегата.
3. Производительность (Q н) – поток естественной смеси газов, откачиваемый в единицу времени через входное сечение вакуумного аппарата.
4. Энергопотребление и объем жидкости, заливаемой с целью охлаждения механизмом насоса.
5. Наибольшее давление запуска (p зап) – это наибольшее давление на входе насоса, приводящее его в действие.
6. Наибольшее давление выпуска (p вып) – максимальное значение давления в выходном сечении, обеспечивающее процесс откачки.
7. Наибольшее рабочее давление (p б) – показатель наибольшей степени упругости газа на входе насоса, которое сохраняет длительное время номинальную быстроту действия. В рабочем диапазоне (от наименьшего значения до наибольшего) обеспечивается эффективная эксплуатация механизма. Интервал значений рабочего давления определяется конструкцией и принципом действия насосного оборудования.
8. Предельное остаточное давление (p пр) – наименьшее значение, к которому приближается давление в испытательном заданном объеме без выпуска газа при нормальной работе вакуумного устройства.
9. Наименьшее рабочее давление (p м) – минимальный показатель давления на входе насоса, благодаря которому прибор сохраняет длительное время необходимую быстроту действия. Обычно наименьшее рабочее давление превышает на порядок предельное.
10. Время выхода на рабочий режим (t вых) – период с момента включения агрегата до момента, когда он начинает откачку при рабочем давлении.

2 Виды вакуумных насосов

Принцип работы зависит во многом от типа устройства, поэтому целесообразным считаем рассмотреть существующие виды насосов, производящих выкачивание 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.

2.1 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.

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

2.2 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.

2.3 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.

2.4 Бытовые вакуумные устройства

Бытовой вакуумный насос – это малогабаритное устройство, откачивающее воздух из пищевых контейнеров, а также пакетов, и других емкостей.

Благодаря ему образовывается безвоздушное пространство, в результате чего продукты питания не взаимодействуют с кислородом и имеют долгий срок хранения. Бытовые аппараты продаются в торговых сетях и магазинах бытовой техники. Поскольку вакуумирование остается наиболее естественным и безвредным способом хранения продуктов, были созданы агрегаты, создающие вакуум для банок.

Так, система ВАКС предлагает простые и надежные ручные насосы для укупорки банок вакуумными крышками. Популярный НВР-3 обеспечивает вакуум на глубину до 80%, 4 типа крышек вакуумного типа.

2.5 Как создать ручной насос в домашних условиях?

Ручной вакуумный насос для откачки воды создать своими руками несложно. В качестве рабочей камеры подходит труба относительно крупных размеров, ее диаметр должен равняться 20-30 см. К ней снизу следует приварить пластину (типа фланца). Затем с помощью соединений, например ответного фланца, его присоединяют к обсадной трубе. В камере сбоку проделайте отверстия, которые обеспечат вывод воды. На это же место приваривают вывод трубы.

На входном сечении камеры устанавливают обратный клапан, выполненный из резины. Следующим шагом служит подключение металлического рычага ко второму резиновому клапану, который должен располагаться на уровне 15 см ниже участка, служащего для вывода воды. В заключении требуется подключить рычаг давления и штагу.

2.6 Примерные расценки

Если вы занялись поисками вакуумных насосов, информация о ценах на агрегаты данной категории не будет лишней. Минимальная стоимость составит в пределах 2000-4000 рублей, жидкостно-кольцевой стоит дороже – наиболее бюджетная модель обойдется в 5000 рублей и выше.

Вот несколько конкретных примеров:

• ВВН1,075 – прибор перекачивает в минуту по 0,75 куб.м, цена составляет 15000 рублей;
• НВР-16ДМ стоит приблизительно 35000 (16 л/с);
• турбомолекулярный насос, производимый компанией Эдвардс, EXT75Dx со скоростью откачки 42 л/с – 71604 рубля;
• BC-VP-215 (2 ступ., 43 л/мин) – 7805 рублей;
• 1DS-115S со скоростью откачки 42 л/мин – 5900 рублей;
• двухступенчатый агрегат V-i2120 (340 л/мин) – 34000 рублей.

2.7 Самодельный компрессор и вакумный насос (видео)

Вакуумные насосы предназначены для удаления воздуха и газов из больших объемов и в быту нашли применение сравнительно недавно. С их помощью можно организовать хранение продуктов и вещей в вакуумных упаковках, замариновать мясопродукты, откачивать газ и пар, а также жидкость. Такой интересный механизм можно купить, хотя он достаточно дорого стоит, а можно сделать самому. Рассмотрим второй вариант - как сделать вакуумный насос своими руками.

Применение

Подобные устройства в быту применяют для создания вакуума в полиэтиленовой упаковке для хранения продуктов и вещей. При отсасывании воздуха, происходит уменьшение объема тары, оболочка плотно облегает продукт. При таком хранении продукты питания долго не портятся, и некоторое время могут храниться без замораживания.

При хранении вещей или других мягких текстильных изделий (одеял, подушек, пледов), происходит заметное уплотнение, вещи становятся компактными, занимают меньше места. При таком способе хранения вещи становятся недоступны для моли или плесени.

С помощью вакуумного насоса можно покрывать ламинирующей пленкой детали из дерева, фанеры и других строительных материалов.

Вакуумный насос используют для бытового отвода газов, пара и жидкостей, для восстановления герметичности бытовых приборов. А также в сплит-системах кондиционеров и при работе тормозных систем в транспортных средствах.

Преобразование манжетного насоса

Для переделки пригодится любой манжетный насос, можно взять даже велосипедный. Однако предпочтительнее все же автомобильный, так как с его преобразованием будет меньше хлопот.

Последовательность действий по модернизации своими руками выглядит так:

1. Автомобильный насос раскручивается.
2. Снимается манжет и поворачивается наоборот.
3. Далее прибор собирают, разница лишь в том, что манжет развернут в обратную сторону.
4. На входе в насос, там, где прикручен шланг, через который будет производиться откачка воздуха, прикручивают обратный клапан. Клапан должен работать, пропуская воздух от емкости к прибору, но не обратно. Его можно купить или снять с компрессора для аквариума. Перед установкой подуйте в него. Сторона, которая не пропускает воздух, прикручивается к насосу, другая – к трубке.

Мощности такого механизма не хватит для получения глубоких вакуумных условий, однако, для бытовых нужд будет вполне достаточно.

Преобразование компрессора

Более масштабный вакуумный насос получается из компрессоров бытовых приборов, например, холодильника или кондиционера. Для правильной сборки аппарата своими руками необходимы такие шаги:

1. Компрессор освобождают от конденсатора и испарителя. Для этого необходимо перекусить медные трубки, которые соединяют приборы.
2. Обеспечить компрессору правильное подключение к сети.
3. На входное отверстие компрессора крепится воздухофильтр тонкой очистки, его можно приобрести в автомагазине.
4. Прикрепляем гибкий шланг соответствующего диаметра к входному отверстию прибора.
5. Компрессор подключается в сеть и начинает функционировать как достаточно мощный вакуумный насос.

Нельзя таким насосом откачивать воздух с большим содержание паров воды, это чревато поломкой компрессора. Для таких целей аппарат снабжают дополнительно ресивером и отстойником, которые вместе будут выполнять функции осушительного прибора.

Точно так же своими руками, можно преобразовать простой аквариумный механизм – компрессор, разобрав его и демонтировав обратные клапаны, о которых уже упоминалось в связи с преобразованиями автомобильного насоса. Клапаны поменяйте местами, тогда вместо нагнетания воздуха, компрессор будет откачивать его.

Преобразование медицинского шприца

Для подобного изобретения тоже есть основания – любопытные дети или малые объемы жидкости и газа, которые нужно откачать. Для изготовления прибора своими руками понадобится следующий набор деталей:

1. Пластиковый тройник.
2. Гибкая пластиковая трубка, по диаметру совпадающая с входным отверстием шприца и отверстиями тройника.
3. Два аквариумных обратных клапана.
4. Медицинский шприц, чем больше будет его объем, тем мощнее будет насос.

Нарезаем пластиковую трубку на отрезки, размером по 10 сантиметров и присоединяем к тройнику. Трубки должны герметично и плотно облегать носик тройника, чтобы не соскочить при работе под давлением. Две противоположные трубки оставляем в покое. К третьей, которая расположена под прямым углом, прикрепляем носик шприца. Таким образом, конструкция представляет собой тройник с двумя отрезками шлангов, отведенными в разные стороны и шприцем, расположенным под прямым углом к отведенным концам.

Следующий шаг – монтаж обратных клапанов. Обычно на них есть маркировка и указательная стрелка. Один из клапанов вставляем так, чтобы стрелка указывала от тройника, второй так. Чтобы стрелка указывала на тройник. В целом система будет напоминать указатель вход-выход.

Ручной насос готов. Им можно отвести воду из одного сосуда в другой, погрузив один клапан в воду, а другой в емкость, куда предполагается перекачать жидкость. При этом указательные стрелки являются направляющими. В жидкость погружается клапан с указателем на тройник. Движениями поршня шприца мы можем заставить систему работать.

Низковакуумный насос

Такой насос работает по центробежному принципу. Самому его сделать трудно, однако, если у вас есть знакомый сварщик и токарь, вполне возможно. Для его создания нужно иметь цилиндрический корпус, в который вставляется вал с лопастным колесом. При подаче жидкости начинается вращение лопастного колеса и, под влиянием центробежной силы, в центре прибора неизбежно создается вакуум.

Механизм приводится в движение электрическим двигателем. Колесо лопастного механизма устанавливается не совсем по центру, чтобы обеспечить нагнетание и проталкивание газа через систему. Недостаток системы, что жидкость, с помощью которой осуществляется процесс (чаще это вода) постоянно нагревается и ее приходится менять.

Такой насос снабжен вводными отверстиями, через которые поступает вода и выводные, через которые выводится газ.

Механизмы, функционирующие подобным образом, используют на больших предприятиях, а также в сельском хозяйстве для отвода газов с большим количеством взвеси в виде пыли и песка. Для непрерывного функционирования обеспечивается отвод газа, постоянная подача воды и система охлаждения мотора.

Простейший вакуумный насос

Так как простейший вакуумный насос может понадобиться в любой момент, сделать его можно самому элементарным образом из пластиковых бутылок разного диаметра. Это будет примитивная вакуумная помпа, самодельный ручной механизм.

Для изготовления понадобится:

1. Две бутылки, которые легко входят друг в друга. Одна из них будет поршнем, поэтому нужно подобрать не слишком отличающиеся по диаметру бутылки, иначе на внутренней придется делать серьезный слой уплотнителя.
2. Шланг от велосипедного насоса.

У бутылки большего диаметра срезаем верх. В дне бутылке меньшего диаметра поделываем отверстия. Вставляем бутылки друг в друга, на внутренней бутылке делаем уплотнитель из скотча, если необходимо. В большую бутылку ввинчиваем шланг велосипедного насоса, в обратном направлении. Так он будет откачивать воздух при движении поршня из маленькой бутылки.

Основные типы вакуумных насосов:

1. Водокольцевые аппараты – работа обеспечивается за счет погружения в жидкость механизма, который вращаясь, создает вакуум в центре камеры лопастного механизма.
2. Пластинчато-роторные вакуумные аппараты обычно двухкамерные, и работают по принципу нагнетания газов из одной камеры в другую, которое обеспечивается работой роторного механизма.
3. Мембранно-поршневые вакуумные аппараты - нагнетание вакуума обеспечивается работой поршневой системы, при сжатии газ выводится за пределы камеры через клапан, что обеспечивает снижение давления в камере и поступление новой порции. Такие поршневые насосы являются одними из самых бесшумных и универсальных.

Вакуумный насос в быту

Вакуумные насосы предназначены для создания разреженного пространства в отдельных объемах. Это могут быть как полиэтиленовые пакеты, в которых вы собрались хранить продукты питания или теплые вещи, так и Сплит-системы кондиционеров. Система вакуумного усиления торможения в транспорте значительно увеличивает срок эксплуатации.

На первый взгляд кажется, что острой необходимости в вакуумных системах в быту нет. И это действительно так. Однако попробуйте собрать своими руками простейшую вакуумную помпу и вы будете удивлены, сколько ей найдется способов применения.