Вакуумная установка. Виды и устройство. Работа и применение. Насос

Вакуумная установка применяется для создания технического вакуума с помощью насосного оборудования. Она откачивает воздух, и поддерживает его разрядку на заданном уровне. Устройства данного типа могут работать как для создания вакуума для конкретных целей, так и срабатывания в качестве всасывающего насоса для густых и твердых материалов.

Где применяется вакуумная установка

Данное оборудование выпускается с различной производительностью, поскольку широко применяется в различных сферах промышленности:

• Автомобильной.
• Пищевой.
• Химической.
• Металлургии.
• Фармацевтики.
• Деревообработки и пр.

Вакуумное оборудование позволяет решать ряд важных задач на производстве. Оно создает условия необходимые для функционирования производственных линий, поэтому является незаменимым. Оно является не единственным для решения отдельных задач, но в отличие от аналогов поддается более медленному износу и нуждается в меньшем потреблении электроэнергии.

Вакуумные установки используются крайне широко, даже в самых необычных сферах. К примеру, ими оснащаются доильные аппараты, используемые для доения КРС. Также они используются на мебельном производстве как часть вакуумного пресса, применяемого для нанесения ламинации на ДСП и МДФ. Также примером использования вакуумных установок является производство лампочек накаливания. Они откачивают воздух в производственной камере. За счет этого в стеклянных колбах ламп отсутствует воздух.

Нужно отметить, что большинство производителей отошли от этой технологии и вместо вакуума заполняют колбы инертным газом. Также вакуумные устройства используются для откачки воздуха в системах кондиционирования и охлаждения перед закачкой фреона или другого хладагента. Предварительное удаление воздуха исключает сохранение в системе пара, способного выпасть в виде конденсата.

Как устроена система

Вакуумная установка является системой функционирующей в результате работы вакуумного насоса. Он создает и поддерживает в определенной среде уровень технического вакуума, удаляя из нее воздух или любой газ. Такое оборудование является частью различных производственных линий, а также может выступать как отдельные агрегаты для решения конкретных задач. Типовая схема вакуумной установки состоит из насоса, который выполняет всасывание воздуха или газа. Он работает за счет периодического изменения объема рабочей камеры.

Откачка воздуха выполняется из герметичной камеры. Насос создает всасывающее усилие, постепенно выкачивая воздух или газ. Его концентрация в камере уменьшается. Специфика работы оборудования не позволяет добиться абсолютного вакуума. В резервуаре всегда остается небольшое количество воздуха или другого газа, но в очень малом количестве. Производительность откачки при включении насоса постепенно замедляется по мере снижения концентрации газов.

Для разрядки воздуха или другого газа в рабочей камере установки применяется принцип их удаления изменением давления. В примыкающей к рабочей камере полости создается разрядка давления, за счет чего молекулы газа или пара перетекают туда. Действие имеет циклическое повторение. За счет этого осуществляется постепенная откачка газа до получения технического вакуума.

Для функционирования вакуумной установки используются насосы разных типов. В зависимости от принципа работы их можно разделить на 2 вида:

1. Мокрые.
2. Сухие.

Мокрая вакуумная установка является бюджетным решением, применяемым для большинства задач. Ее насос заполняется густым маслом, которое препятствует разгерметизации за счет своей вязкости и обеспечивает смазку деталей. Такие установки отличаются долговечностью, но требуют периодического обслуживания. Оно заключается в замене масла. Со временем оно теряет свои качества, поэтому снижает эффективность.

Сухие установки работают без масла. За счет этого при трении они изнашиваются скорее. Поэтому они зачастую дороже, так как сложные в изготовлении и более требовательны к качеству комплектующих. При их работе исключается рассеивание молекул масла. Это крайне важно для химической промышленности и фармакологии, где молекулы смазки могут вызвать реакции с производимой продукцией.

Виды вакуумных насосов

Вакуумная установка может оснащаться насосами разного типа. Именно насосы являются самым сложным и важным агрегатом всей системы.

Насосы бывают нескольких видов, наиболее распространенными из которых являются:

• Поршневые.
• Штанговые.
• Крыльчатные.
• Мембранные.

Поршневой оснащается поршнем и системой клапанов. За счет его движения создается всасывающее усилие. При подъеме поршня впускной клапан открывается, что обеспечивает откачку с рабочей камеры. При движении поршня вниз впускной клапан перекрывается и открывается выпускной. За счет этого откаченный газ или пар выдавливается из системы.

Штанговый работает по принципу поршневого, но является более примитивным. Его используют на ручных вакуумных установках, где откачка воздуха выполняется за счет мускульной силы. Такое оборудование преимущественно применяется для проведения научных или учебных опытов.

Вакуумная установка с крыльчатым насосом используется исключительно для прокачки жидкостей. Имеющийся в ней электродвигатель раскручивает лопасти, создавая разрядку давления. За счет этого жидкость поднимается по системе труб. Это оборудование является сложным аналогом обычных погружных насосов для жидкостей, но в отличие от них оборудование может находиться на поверхности без погружения в перекачиваемую среду.

Вакуумная установка с мембранным насосом не имеет трущихся частей. Ее агрегат оснащается эластичной мембраной. За счет ее растяжения создается разрядка давления. При отпускании мембрана в силу своей эластичности принимает первоначальное положение. По сути повторяется принцип работы поршневой системы. При этом отсутствие трущихся частей позволяет установке работать в грязной среде, способной навредить более сложному оборудованию. Срок службы такого устройства зависит только от рабочих качеств мембраны и среды, в которой той приходится находиться.

Виды вакуумных установок

Установки для создания технического вакуума бывают нескольких видов. Самыми востребованными и распространенными среди них являются 3 устройства:

1. Напыления.
2. Литья.
3. Плазменные.

Установки напыления

Применяются совместно с оборудованием, которое предусматривает покрытие каких-либо поверхностей краской, защитным составом и т.д. Покрываемое изделие помещается в рабочую камеру установки, затем из нее откачивается воздух. В условиях вакуума выполняется напыление покрытия. Затем для его закрепления производится обжиг. Этот метод позволяет создать условия окрашивания без доступа воздуха, что существенно повышает стойкость нанесенного покрытия. В первую очередь отсутствие доступа воздуха гарантирует отсутствие окисления при работе с металлами. Кроме этого напыляемый состав в вакууме получает лучшую сцепку с поверхностью.

Установки для литья

Применяются в первую очередь в металлургии. Ее применение позволяет создать оптимальные условия при литье, что сопровождается получением минимальной пористости материала, однородной структуры и гладкости поверхности. Такие устройства могут применяться не только в металлургии, но и при работе с полимерами, и прочими материалам. Данные устройства работают по принципу удаления воздуха из формы во время заливки расплавленного металла или полимера. Использование этого оборудования позволяет сделать качество сложного литья практически безупречным.

Вакуумная установка предотвращает образование воздушных карманов которые не позволяют литью проникать в тонкие капилляры. Применение таких систем позволяет добиться высокой скорости заливки, сделать возможным выполнение более тонкого литья, минимизировать производство брака, получить поверхность изготавливаемого изделия более гладкой. Вакуумное литье на порядок более надежное и точное, чем ранее применяемое центробежное. Установки вакуумного литья используются как на больших производствах, так и на небольших предприятиях. К примеру, они незаменимы при литье изделий из эпоксидной смолы, из которой делают прозрачные столешницы, предметы интерьера, рукоятки для дверей, бритв, ножей и прочего инструмента.

Установки вакуумного литья помимо работы с металлами могут использоваться для литья воска, полиуретана, полиамида. Данные устройства представлены как большими, так и компактными аппаратами. Последние нашли применение в ювелирном деле. Они применяются для работы с расплавленными драгоценными металлами и литьевым воском.

Установка имеет герметичную открываемую камеру, в которую помещается модуль для литья. Нередко приборы этого типа являются роботизированными. Они работают автоматически, без необходимости контроля за параметрами отрицательного давления и т.д. Устройства более высокого класса самостоятельно производят литье в модуль. Они используются для работы с быстро застывающими материалами.

Вакуумно-плазменные установки

Используются для нанесения тонких слоев диэлектриков и металлов на заготовки. Оборудование дает сплошной однородный слой без дефектов. Для его функционирования применяется физика плазмы. Вакуумная установка этого типа  позволяет избежать неравномерности и подтеков при нанесении покрытий из расплавленных материалов. Этот метод в разы более аккуратный, чем ранее применяемая технология окунания или протяжки через экструдер. Она позволяет работать с поверхностями со сложным рельефом.

Похожие темы:

• Вакууматор (Вакуумный упаковщик). Виды и работа. Как выбрать
• Пресс (механизм). Виды и устройство. Применение и особенности
• Автоклав. Виды и устройство. Работа и как пользоваться. Особенности