Princip činnosti vývěv. Jak fungují VN

Kapalinové kruhové čerpadlo je zařízení pro odstraňování plynů z uzavřeného prostoru vytvořením vakua nebo podmínek v jeho blízkosti. Maximální tlak, který může dosáhnout, je 2 – 6 kPa pro jednostupňový model a 6-9 kPa pro dvoustupňový model. Zařízení lze také použít jako nízkotlaký kompresor s rozsahem přetlaku 31~0,133×0Pa. Čerpadlo má jednoduchou konstrukci, nevyžaduje vysokou výrobní přesnost a snadno se ovládá.

Konstrukce zařízení

Vakuum zajišťuje, že tlak plynu v dané nádobě je nižší než atmosférický tlak. Konstrukční schéma vývěvy s kapalinovým kroužkem zahrnuje:

• asynchronní elektromotor;
• pracovní komoru částečně naplněnou kapalným médiem;
• hřídel umístěný excentricky vzhledem k ose komory;
• oběžné kolo (pracovní kolo s lopatkami);
• distribuční disk se vstupními a výstupními otvory;
• sací a výtlačné potrubí;
• systém výměny vody;
• Řídicí blok.

Tělo zařízení je vyrobeno z litiny. Oběžné kolo je nejčastěji vyrobeno z nerezové oceli. Utěsnění pracovní komory je zajištěno těsnicími kroužky. Jsou vyrobeny z polymerních materiálů, které nejsou citlivé na kapalná média. Na jejich kvalitu jsou kladeny zvláště vysoké nároky, protože rozlišení těsnicího kroužku vede k odtlakování pracovní komory, úniku kapaliny, destrukci vodního okruhu a prudkému poklesu účinnosti zařízení.

Mezi nejdůležitější parametry vývěvy patří konečný tlak, rychlost čerpání a kapacita.

Princip fungování

Vakuové vývěvy fungují podobně jako vývěvy s válečkovým rotorem. Používají malé množství kapaliny k zachycení molekul plynu a jejich transportu mimo určitý prostor. Lopatky jsou zde však nedílnou součástí oběžného kola. Zvednou rotující kapalinový prstenec, který tvoří těsnění v pracovní komoře. Při otáčení oběžného kola ve směru hodinových ručiček jím prochází voda a působením odstředivé síly vytváří uzavřenou smyčku přibližně stejné tloušťky. Jeho tvar závisí na konfiguraci pracovní komory čerpadla.

Když se rotor otáčí, vnitřní povrch vodního prstence se dotýká pouze horní části lopatky. V tomto okamžiku se mezi nábojem rotoru a vodním prstencem vytvoří prostor ve tvaru půlměsíce, který je rozdělen na několik malých vzduchových dutin, které se rovnají počtu lopatek. Efektivita provozu je zajištěna tím, že hřídel je přesazena vůči středu pracovní komory. V souladu s tím se rozměry vzduchových buněk mění s pohybem kola.

1. Pokud je spodní část rotoru na 0° jako výchozí bod, pak při jeho otočení o 180° se objem dutiny zvětší a tlak v ní se zmenší.
2. Kvůli rozdílu v indikátorech tlaku je plyn nasáván speciálním otvorem na konci pouzdra.
3. Po dokončení odsávání se dutina izoluje od sacího otvoru. Pokud se rotor dále otáčí, velikost dutiny se zmenšuje, takže plyn je stlačen.
4. Poté je dutina připojena k výstupu a plyn vychází.

Tyto kroky se neustále opakují, aby se dosáhlo a udrželo požadované úrovně vakua. Ovládací panel umožňuje nastavit provozní režimy zařízení a automaticky spouštět a vypínat motor. Když teplota uvnitř pracovní komory stoupne na kritické hodnoty, spustí se ochrana proti přehřátí. Kapalinokruhová čerpadla mají konstrukci s nízkým třením, protože jedinou pohyblivou částí je rotor. V souladu s tím je kluzný proces omezen hřídelovými těsněními. Pracovní tekutina vytváří bariéru, která zabraňuje vnikání nečistot do čerpadla.

Možnosti provedení

V závislosti na uspořádání se čerpadla dělí na:

• 1-stupňové s jednou komorou;
• 1-stupňová se dvěma komorami;
• 2-stupňový.

V jednostupňových verzích se komprese provádí jednou. Dvoustupňové modely stlačují čerpanou kapalinu dvakrát, aby se dosáhlo vyšších úrovní vakua. První možnost je nejjednodušší na výrobu. K elektromotoru je připojena pouze jedna komora. V druhém případě motor spustí dvě komory, které fungují nezávisle na sobě. Tato konstrukce zvyšuje produktivitu zařízení.

Dvoustupňové modely mají také dvě komory. Fungují však propojeným způsobem a jsou zapojeny do série. Toto schéma zapojení umožňuje hlubší čištění odcházejícího plynu.

Výhody zařízení

Vodokruhové vývěvy jsou spolehlivé, ekonomické a mohou výrazně snížit provozní náklady.

1. Jsou vhodné pro náročné aplikace jako je odvod nasycených plynů a par.
2. Pracovní kapalina se může měnit podle požadavků technologického procesu.
3. Zařízení poskytuje prakticky izotermickou kompresi.
4. Výrobci nabízejí širokou škálu materiálů pro pouzdra a hřídelové ucpávky.

Moderní modely mají vysokou účinnost, nízkou hladinu hluku a vibrací a dlouhou životnost. Vakuové vývěvy mohou pracovat nepřetržitě. Mají jednoduchý design a snadno se udržují. Mají vysokou odolnost proti oděru a korozi a jsou chráněny před vodním kamenem a usazeninami. Speciální ochranný povlak pracovní komory zajišťuje stabilní provozní vlastnosti.

Rozsah aplikace

Vodokruhová čerpadla jsou široce používána v ropném, chemickém, strojírenství, hornictví, lehkém průmyslu, papírenském průmyslu, energetice, hutnictví, lékařství, potravinářství, komunálním a zemědělském průmyslu. Používají se:

• pro filtraci,
• odplynění,
• vakuové odpařování,
• regulace koncentrace plynu,
• obnovení vakuové vlhkosti.

Vývěvy jsou zásadní pro výrobu mikroprocesorů a dalších polovodičových zařízení. Používají se ve fotolitografii, leptání a nanášení tenkých filmů, kde je vyžadováno extrémně čisté a kontrolované prostředí.

Při lékařském zobrazování a výrobě lékařských zařízení poskytují vakuové pumpy sterilní podmínky. Podporují také postupy, jako je vakuová extrakce v chirurgii. Při výrobě léčiv a jiných farmaceutických produktů se používají k sušení a odplyňování, aby byla zajištěna čistota a stabilita produktu.

Zařízení jsou široce používána v balicích strojích k prodloužení trvanlivosti potravinářských výrobků. Vzniklé vakuum brání růstu mikroorganismů Vzhledem k tomu, že proces stlačování plynu je izotermický, lze zařízení použít nejen k odsávání prachu a plynů obsahujících vodu, ale také k odstraňování hořlavých a výbušných plynů. Tím se rozšiřuje rozsah použití kapalinokruhového čerpadla. Náš katalog představuje různé modely kapalinokružných vývěv. Můžete si vybrat profesionální zařízení s požadovanými technickými vlastnostmi.

Různé oblasti činnosti vyžadují vytvoření vakua. Tato terminologie přímo odkazuje na stav plynové koule, kde je tlak řádově nižší než tlak atmosférický. Zařízení pro vytváření vakua se nazývá vakuová pumpa. O tom si budeme povídat, přesněji řečeno o jeho vlastnostech a principech fungování.

Jak to funguje?

Vakuová zařízení se používají v mnoha oblastech a většina podniků si bez nich svou činnost nedokáže představit. Vakuová zařízení nejsou tak jednoduchá, jak se zdá. Mají poměrně složitý design. Většina těchto jednotek je založena na výtlaku. Jinými slovy vakuum vzniká odstraněním hmoty z uzavřeného prostoru. Úkolem samotné vývěvy je měnit vnitřní tlak v prostoru po určitou dobu. Pokud se tlak v čase nezmění, neměli byste od takového zařízení očekávat žádné výsledky. Při odstraňování plynů z vody mění dutina čerpadla objem a molekuly čerpané látky jsou posílány a vytlačovány požadovaným směrem. Tento provozní princip je uznáván jako nejúčinnější a zajišťuje maximální produktivitu při nízké spotřebě energie. Takové jednotky se úspěšně používají v mnoha oblastech, ale největší oblibu si získala mechanická zařízení. Přítomnost pohyblivé, rotující části umožňuje vytvoření expanzního prostoru a vytlačení látky z přijímacího potrubí přes vstup.

Typy VN

Materiály používané pro výrobu vakuových zařízení jsou obzvláště pevné a odolné vůči chemickým vlivům. Ty jsou obvykle plastové, kovové, litinové. Při výrobě vakuových jednotek je zvláštní pozornost věnována lícování jednotek a také těsnosti povrchů. Na trhu existují různé verze těchto zařízení, ale všechny se liší svým designem a principem fungování. Zvažme každou z jednotek podrobněji.

Vodní kroužek VN

Provoz tohoto zařízení je založen na vytvoření uzavřeného pracovního objemu pomocí vody. Když motor nastartuje, oběžné kolo pohybuje vodou podél stěn skříně. Mezi rotorem a kapalinou je vytvořena vakuová oblast a lopatky vytlačují plyn do výstupu.

Výhody kapalinokruhových čerpadel:

✔ Díly se omyjí kapalinou. To zlepšuje odvod tepla a snižuje tření.

✔ Takové jednotky mají dlouhou životnost.

✔ Minimální spotřeba energie.

Vodní vakuové pumpy

Ve svých vlastnostech jsou podobné analogu vodního kruhu. Voda zde také působí jako pracovní tekutina. Rotor je poháněn motorem přes spojku. To zajišťuje výrazné otáčky a vytváří podtlak. Zvláštností VVN je vytvoření nízkého vakua. Jsou vynikající v odčerpávání plynů a jejich čištění. Je pouze důležité, aby jejich složení nebylo agresivní, jinak může dojít k poškození částí zařízení.

Lopatkové rotorové jednotky

Tyto vývěvy jsou klasifikovány jako zařízení olejového typu. Mají válcovité tělo. Uvnitř zařízení je rotor s pohyblivými deskami. Díky tomu, že přitlačují pružiny k tělu, je neobsazený prostor rozdělen na části, sektory. Plyny se po nastartování motoru pohybují tak, že v sacím potrubí vzniká podtlak a ve výtlačném potrubí přetlak.

Spolu se stlačeným plynem vytéká i kondenzát, který může negativně ovlivnit funkci zařízení. K tomuto účelu je jako povinný doplněk zapotřebí plynové balastní zařízení.

Vlastnosti lamelových čerpadel:

➤ Tyto jednotky vytvářejí silné vakuum.

➤ Zařízení tohoto typu vyžadují kvůli své zvláštní citlivosti na znečištění pravidelnou údržbu.

➤ Pro snížení stupně tření desek a výrazné zvýšení životnosti se používají oleje s nízkou viskozitou.

Membránový píst VN

Pracovním prvkem v této jednotce je pružná membrána. Jeho okraje jsou upevněny v těle a střed je zakřivený, což umožňuje upravit prostor komory. Tento mechanismus neobsahuje žádné rotující části. Vytlačení příchozích látek je doprovázeno změnou objemu.

Výhody této možnosti VN:

✔ Žádné znečištění, protože nedochází k mazání.

✔ Dlouhodobý provoz v suchém režimu bez poškození konstrukce.

✔ Možnost použití pneumatického pohonu ve výbušném prostředí.

Šneková čerpadla

Jsou založeny na principu posunu hmoty podél pohybujícího se šroubu. Čerpané médium díky vysoké kvalitě dílů neklouže zpět, takže na výstupu vzniká přetlak a na sání vzniká podtlak.

Vortexová čerpadla

Připomínají odstředivé zařízení. Rozdíl mezi nimi je v tom, že přívodní potrubí je umístěno na vnější části těla. Vortexová čerpadla vytvářejí vysoký tlak a mají samonasávací vlastnosti.

Výhody tohoto zařízení:

✔ Snadné použití a údržba.

✔ Vhodné pro čerpání směsí plyn-kapalina.