Вакуумные насосы

Современная молочно-товарная ферма – это много коров и система машинного доения. Последняя состоит из различных узлов. Одним из основных является вакуумный насос. С его помощью создается разрежение, благодаря которому работают поставленные на соски животного эластичные стаканы.

Вакуум

С технической точки зрения, вакуум – это пространство, в котором давление газа намного ниже атмосферного значения (760 мм.рт.ст., 1,01325 бар или 101325 Па). Важной характеристикой данного состояния является коэффициент Кнудсена. Он рассчитывается как отношение среднего свободного пробега молекулы λ (т.е., длина пути от одного столкновения до другого) к линейному размеру вакуумной камеры d.

Вакуум бывает низкий (λ намного меньше d), средний (λ приблизительно равно d) и высокий (λ намного больше d). Вакуумная техника работает в диапазонах от 10⁵ до 10^-12 Па.

Типы вакуумных насосов

Т.к. устройства для создания вакуума применяются в очень широком спектре давлений, то они делаются разной конструкции, чтобы можно было для каждого случая подобрать оптимально работающий механизм.

Все насосы делятся на 2 типа:

• Газоперекачивающие. Для создания вакуума применяются механические технологии.
• Газопоглощающие (сорбционные). Используют физико-химические способы.

В первую группу входят механические и струйные аппараты. Механические делятся на молекулярные и объемные. К объемным относятся возвратно-поступательные (поршневые, мембранные) и вращательные. К вращательным: плунжерные, роторные, пластинчато-роторные, пластинчато-статорные и водокольцевые. Струйные (динамические) включают в себя газовые, паровые (диффузионные) и жидкостные (бустерные). Сорбционные модели распространены меньше.

Вакуумные насосы бывают передвижные и стационарные, сухие (только для газа) или мокрые (для газа с жидкостью), масляные и безмасляные.

Популярные конструкции

Кулачковый

Кулачковый насос относится к роторным объемным устройствам. Состоит из корпуса, в котором выполнена рабочая камера. В ней расположены два двух- или трехкулачковых ротора. Между собой они не соприкасаются. Один соединен с приводом, другой вращает шестеренчатая передача. При повороте роторов, за входным патрубком создается разрежение, воздух поступает в рабочую камеру. Далее он перемещается кулачками вдоль стенок. Перед выпускным патрубком кулачки соединяются, давление повышается, воздух выталкивается в газопровод.

Водокольцевой

В рабочей камере насоса эксцентрично расположен ротор с лопастями. Туда же заливается сервисная жидкость (обычно – вода). Во время вращения ротора, она растекается по периферии. В оставшуюся свободной центральную часть выходят впускное и выпускное отверстия. За счет эксцентриситета, пластины ротора погружаются в воду на разную глубину. Поэтому секторные объемы (которые заполняются газом), образованные между лопастями, при вращении, сначала увеличиваются, создавая разрежение, а потом уменьшаются, повышая давление. Как следствие, газ сначала засасывается внутрь корпуса, а потом сжимается и с силой выталкивается наружу.

Пластинчато-роторный

Пластинчато-роторный насос поход на водокольцевой. Только без сервисной жидкости. А в роторе, вместо крыльчатки – пластины. Они выдвигаются под действием пружин. Ротор поставлен с эксцентриситетом. По мере его вращения, пластина выдвигается, и отсеченная ею камера с газом увеличивается в объеме. Создается разрежение, газ засасывается внутрь. После прохождения высшей точки, пластина задвигается обратно в ротор. Объем камеры сокращается, давление нарастает. У выпускного отверстия оно достигает максимума, после чего газ под напором выталкивается в воздухопровод.

Перечисленные модели отличаются простой конструкцией, большим моторесурсом и малой чувствительностью к загрязнению рабочей среды.