Винтовой вакуумный насос: принцип работы

Винтовой вакуумный насос – это оборудование, которое разделяется на два типа по принципу устройства, масляные и безмасляные (сухие) винтовые насосы. Первый тип агрегатов относится к низковакуумным, второй к форвакуумным насосам.

Содержание:

1. Винтовые вакуумные насосы: общие сведения
2. Устройство винтовых вакуумных насосов
3. Принцип работы винтовых вакуумных насосов
4. Виды винтовых вакуумных насосов
5. Характеристики винтовых вакуумных насосов
6. Преимущества и недостатки винтовых вакуумных насосов
7. Сфера применения винтовых вакуумных насосов
8. Популярные бренды винтовых вакуумных насосов

Винтовые вакуумные насосы: общие сведения

Винтовой вакуумный насос – устройство для форвакуумной откачки. Агрегат может функционировать при разном рабочем давлении. Узлы и агрегаты покрыты защитным слоем, что гарантирует защиту от коррозии. Корпус выполнен из прочной стали. Срок эксплуатации оборудования зависит от особенностей его использования и регулярности выполнения технического обслуживания. Универсальность применения агрегатов обусловлена стабильностью вырабатывания давления. Отсутствие смазки делает устройства «чистыми».

Устройство винтовых вакуумных насосов

Винтовые вакуумные насосы состоят из двух роторов, в которых гибридный винт и резьба с переменным шагом. Роторы находятся в горизонтальной плоскости на теле носа. Синхронизирующие шестерни обеспечивают вращение без контакта элементов. Маслоразбрызгиватель гарантирует эффективное смазывание деталей. Он начинает функционировать, когда происходит вращение шестерен. Для достижения требуемой герметичности используются манжетные/механические уплотнительные элементы. Отсутствие соприкасающихся между собой деталей обеспечивает долговечность комплектующих.

Конструктивно винтовые насосы оснащаются:

• электрическим мотором;
• клеменной коробкой;
• смотровым отверстием;
• подводом воды для охлаждающей системы;
• сливом воды;
• входным/выходным фланцем;
• клапаном для циркуляции воздуха;
• масляными пробками;
• дренажем воды.

При желании агрегат дополнительно может комплектоваться глушителем, обратными клапанами, косвенным охлаждением, термометром. Благодаря простой конструкции легко проводить ремонт/техническое обслуживание. Модернизация устройств достигается с помощью установки подшипников, увеличенного роторного профиля, а также инновационным системам управления, точной электроникой. В некоторых моделях имеется порт для продувания насосов сухим азотом/разными инертными газами. Процедура применяется, если оборудование эксплуатируется в местах, где происходит откачка жидкости с коррозийно-активными компонентами.

После шести месяцев активной эксплуатации насосного оборудования его мощность напора снижается наполовину. Это плохо отражается на производительности, что приводит к преждевременному износу комплектующих. Для устранения последствий интенсивной эксплуатации используется ремкомплект.

Принцип работы винтовых вакуумных насосов

Винтовые насосы являются объемными роторными агрегатами. Рабочим элементом выступает винтовая пара (зацепление происходит внутри). Когда функционирует оборудование, наблюдается планетарная работа ротора во внутренней части обоймы. При вращении винта увеличивается отсек, там, где происходит процесс всасывания, и в нем образовывается разряжение. Полость полностью заполняется рабочей средой. Когда ротор вращается, среда направляется в зону нагнетания.

При работе оборудования обеспечивается стабильное давление. Регулировка производительности никак не отражается на номинальном давлении. Благодаря высокому КПД техника справляется с множеством задач. Напор материала находится под действием вытеснения рабочей среды благодаря металлическим роторам, работающим в статоре.

Винтовые роторы вращаются в противоположном направлении. Перекачиваемая среда, распределяется между винтовыми камерами и цилиндром. Затем она отправляется к отверстию для выталкивания. Оптимизация функционирования оборудования происходит за счет винтового механизма. Снижается площадь скольжения между конструктивными частями насоса, что снижает расход электричества. Работает ВВН по принципу вытеснения. Объем выдаваемого вакуума зависит от уровня герметичности рабочего пространства агрегата.

Скважинный насос рассчитан на постоянную работу без остановок с целью обеспечения чистой водой участков. Мощный агрегат имеет корпус небольшого размера. Он может погружаться в колодец на глубину. Долговечность гарантируется простой конструкцией, что снижает вероятность возникновения поломок при эксплуатации.

При производстве насосов должен обеспечиваться точный расчет деталей. Ротор и статор разрабатывается на технологичном оборудовании. Благодаря программам повышается качество систем при выполнении расчетов. Это положительно отражается на сроке службы агрегатов, а также расходе энергии.

Виды винтовых вакуумных насосов

Вакуумные винтовые насосы бывают одновинтовыми, двухвинтовыми, трехвинтовыми.

Одновинтовый

Горизонтальный агрегат, имеющий статичную обойму из резины, состоит из винта однозаходного и винтовую поверхность – двухзаходную. Функционирует устройство за счет движения винта. При его вращении образовываются полости между винтом и обоймой.  В полости попадает перекачиваемая среда, затем происходит движение – винтовая ось и полость, где происходит нагнетание.

Двухвинтовый

Агрегат с автоматическим заливанием жидкости. Имеет продольную балансировку. Узлы работают бесконтактно. Объемный компрессор имеет корпус и два ротора. Винтовая пара – два вала, которые вращаются в разных направлениях. Могут функционировать от дизельных агрегатов. Благодаря высокому КПД обеспечивается отличная всасываемость.

Трехвинтовый

Универсальное насосное оборудование в горизонтальном или вертикальном исполнении. Оно лишено клапанов. Производительность не зависит от количества оборотов. Работа устройства базируется на взаимодействии ротора со статором. Статор внутри содержит ротор из металла. Он вращается и меняет объемную часть полостей. Это приводит к засасыванию, а потом выталкиванию жидкости. Так выполняется процесс перекачивания рабочей среды. Трехвинтовой насос характеризуется не скоростью работы/количеством оборотов мотора, а давлением в устройстве.

Характеристики винтовых вакуумных насосов

Устройства способны выдерживать рабочее давление до 16 бар. Диапазон производительности – 100-600 м³/час. Благодаря высокосбалансированной работе устройства обеспечивается тихая работа. Внутренняя компрессия обеспечивает экономичную работу. Прямоточное перемещение газов нивелирует образование осаждаемых веществ.

Преимущества и недостатки винтовых вакуумных насосов

Плюсы винтовых насосов:

• простая и надежная конструкция;
• не загрязняет вакуум;
• плавный запуск;
• гибкость настройки;
• тихая работа;
• равномерность подачи жидкости;
• возможность выполнять откачку агрессивной среды/паров жидкостей;
• устойчивость к высокой газовой нагрузке;
• невосприимчивость внутренних деталей к коррозии;
• универсальность применения в разных сферах;
• высокий КПД;
• долгий срок службы;
• низкие эксплуатационные затраты.

Минусы винтовых насосов:

• высокая цена;
• для работы нужно обеспечить охлаждение и продувку подшипников;
• сложно отрегулировать рабочий объем;
• нельзя использовать оборудование вхолостую.

Сфера применения винтовых вакуумных насосов

Винтовые вакуумные насосы используются в мощных промышленных системах (термоядерные установки). Благодаря возможности работы при любом рабочем давлении агрегаты задействуются для откачивания газовых потоков в больших объемах. Устройство применяется в химическом производстве, нефтепроизводстве, химической и медицинской промышленности. Сбалансированные технические характеристики позволяют задействовать оборудование с парами/газами имеющие разную вязкость. Благодаря продуманной конструкции устройства могут взаимодействовать с простыми/агрессивными веществами. Агрегаты могут задействоваться в домашних условиях и на промышленных объектах.

Винтовые вакуумные насосы незаменимы при добыче руды и переработке стоков. Они способствуют откачке шламовых отложений, а также функционируют для добывания газа/нефти. Насосное оборудование применяется в местах, где есть потребность в надежном агрегате, способном работать долго без остановок, а также не требующего сложного технического обслуживания.

Для бытовых целей задействуются погружные насосы. Они предназначены для скважин и позволяют перекачивать воду с разным химическим составом. В жидкости допускается присутствие песка, глины. В строительстве насосное оборудование позволяет откачивать грунтовые воды и перемещать воду из водоемов. На промышленных объектах устройства используются как дозаторы для подачи химикатов и перекачивания деминерализованных вод. В пищевой промышленности ВВН применяются для перекачивания соков, жира, пищевых жидкостей.

Популярные бренды винтовых вакуумных насосов

ERSTEVAK

Винтовые насосы от российского бренда отличаются устойчивостью к высоким нагрузкам и стабильной производительностью. Гибкая система настроек позволяет выбрать эффективный режим работы.

Kashiyama

Компания в 1986 первой изготовила безмасляный винтовый насос. Японские агрегаты отличаются повышенной надежностью, высокой скоростью откачки среды, экономичностью, компактностью. Производительность устройств составляет 1660-20000 л/мин. Между лопастями роторов имеется зазор, поэтому не требуется использование смазки. При откачке среды не происходит ее загрязнение. Благодаря небольшим размерам они не занимают много полезного пространства. Небольшой вес агрегатов упрощает их транспортировку.

Busch

При изготовлении винтовых насосов Busch используются современные технологии/разработки. В моделях имеется непрямая система охлаждения, что способствует равномерности распределения температуры по агрегату. При работе оборудование не будет иметь холодных зон. Продуманность конструкции обеспечивает высокую эффективность при перекачке водорода.

Atlas Copco

Винтовые насосы Atlas Copco оснащаются современной системой управления. Для контроля работы агрегатов используется электронный контроллер. Корпус отличается шумоизоляцией для обеспечения тихой работы. Доступны модели с электрическими моторами мощностью 10.1-118.5 кВт. Интенсивность откачивания рабочей среды составляет 557-4778 м³/час.

Hanbell

Насосы обеспечивают высокую частоту вакуума. Устройства отличаются надежностью и отличной производительностью. При работе расходуется небольшое количество энергии. Интенсивность откачки рабочей среды составляет 80-3000 м³/час. Оборудование невосприимчиво к твердым частицам в жидкости. Продувка происходит с помощью нагретого азота. Имеется ловушка для водяных испарений.

Leybold

Устройства комплектуются консольными роторами (собственная разработка компании). Предусматривается система (SP-GUARD) мониторинга параметров агрегата. Конструкция насосов позволяет выполнять быстрое обслуживание/ремонт на месте эксплуатации. Это достигается за счет беспрепятственному доступу к конструктивным элементам.