Принцип работы вакуумной машины: Устройство и принцип работы вакуумных насосов на ассенизаторах

Принцип работы вакуумной машины: от А до Я

Принцип работы вакуумной машины: от А до Я

Первые автомобили для ведения ассенизаторской деятельности впервые появились в середине прошлого века. Принцип действия вакуумной машины того времени основан на использовании двигателя, который и создавал разрежение. Естественно, такая система не является эффективной. Но, со временем, техники и конструкторы сумели разработать автомобили, которые существенно упростили ведение работ. Некоторые модели оборудования до сих пор активно используются в клининговых компаниях и жилищно-коммунальных хозяйствах нашей страны.

 

Принцип действия вакуумной машины с насосом

 

Одним из вариантов усиления разжижения является использования вакуумного насоса. Это вспомогательное оборудование устанавливают на колесную базу и подсоединяют к цистерне. Такая техника подходит для очистки септиков, дренажных и канализационных колодцев, выгребных ям и небольших водоемов.

Принцип действия такой установки подразумевает выполнение оператором определенных маневров. А именно:

1. Гофрированный шланг, при помощи фиксатора, соединяют с цистерной. Второй, свободный, опускают в место, где будет проводиться откачка отходов.
2. Оператор подает питание на вакуумный насос. Когда это оборудование начинает работать, оно забирает жидкость из сооружения или водоема, передает ее в цистерну. Беспрерывный процесс продолжается до полного заполнения емкости. Устройство, которое предохраняет от перелива жидкости, автоматически производит отключение насоса. Он срабатывает только в том случае, если цистерна полностью заполняется.
3. После прекращения работы насоса, шланг вынимают из сооружения. Согласно конструктивным особенностям техники, закрепляют его в барабане или на лебедке.
4. По окончанию работ, закрывают герметичный люк на цистерне или отверстие, где был монтирован шланг. Оператор садится в машину и направляется к месту утилизации или слива отходов.

Принцип работы вакуумной машины прост и не требует наличия знаний в электротехнике. Справиться с работой может простой водитель.

 

Главные характеристики техники 

 

Как и любая техника, используемая для выполнения каких-либо работ, ассенизаторское оборудование имеет ряд главных технических характеристик. Выбирать и покупать его необходимо исходя из этих данных. Среди них:

1. Коэффициент полезного действия. В любой модели равен от 0,8 до 0,9.
2. Мощность. Может варьироваться в пределах от 6 до 9 кВт.
3. Число оборотов. Чаще всего существует два разных значения – 1450 об/мин и 1150 об/мин.
4. Производительность насоса. В зависимости от модели техники колеблется от 240 до 360 м³ в час.
5. Вращение ротора. Во всех современных моделях специальной техники представлены с правым и левым вариантом.
6. Размеры. Разные модели имеют собственные размеры. Их необходимо уточнять непосредственно перед покупкой автомобиля.
7. Вес. Напрямую зависит от габаритов и количества установленного оборудования. Уточняется при выборе специально техники.

Принцип работы вакуумной машины для канализации может меняться в зависимости от комплектации. Например, илососная техника работает немного иначе за счет использования другого вида насоса. Этот агрегат способен всасывать не только жидкости, но и осадок твердых пород – ил, песок.

Работа вакуумной машины во многом зависит от длины рукава шланга. Чем он длиннее, тем глубже может погрузиться в сооружение или водоем. В этом плане особого внимания заслуживают комбинированная техника, в которой рукав наматывается на специальный барабан или лебедку. При этом такая машина способна одновременно очищать от твердых осадков и жидкостей.

Для чего нужна вакуумная машина и как она работает

Для чего нужна вакуумная машина и как она работает

 Вакуумная машина относится к специализированной технике, которая используется в коммунальном хозяйстве. Ее главное назначение – откачка и транспортировка различных жидкостей. Автомобиль с вакуумной установкой может использоваться как в населенном пункте, так и за его пределами. Нередко эта техника используется для устранения последствий чрезвычайных происшествий.

 

Вакуумная машина и ее разновидности

 

Вакуумно-уборочная машина является незаменимой при необходимости выполнения откачки нечистот. Особенно востребована она в крупных городах. Ведь доступ к коммуникациям ограничен по причине окружающей инфраструктуры. Все машины данного типа разделяют в зависимости от жидкости, которую они могут выкачать и перевезти. А именно:

1. Ассенизаторские. Используют в случаях, когда необходимо откачать вещества из сточных коллекторов, выгребных ям или септиков.
2. Илососные. Техника используется для удаления не только жидкости, но и плотных пород. Это может быть не только ил, но и песок или жировые отложения. Чаще всего применяется для очистки ливневой канализации, различных ям, подвальных помещений, водостоков и прочих аналогичных сооружений.

Такие вакуумные машины в Москве, как и в других регионах, не используют для транспортировки горючих и взрывоопасных веществ.

 

Вакуумная машина и ее различия в работе

 

Илососная техника позволяет выполнять более сложные с точки зрения технических возможностей работы, чем ассенизаторская. Последние машины имеют менее мощный насос, с помощью которого происходит выкачка веществ.

Принцип действия ассенизаторских автомобилей основан на установке и применении вакуумного насоса. Он соединен с цистерной, монтированной на грузовой машине, при помощи гофрированного плотного шланга большого диаметра. Если жидкость залегает на большой глубине, можно использовать другой вид насоса. Современная техника позволяет не только выполнить работы, но и устранить неприятные запахи, избежать перегрузки всей системы.

Илососные автомобили имеют схожее строение за исключением специального пистолета. Он используется для подачи жидкости с целью размывания твердых скоплений в местах, где это необходимо. На самой цистерне имеется крышка, которая плотно закрывается. Используют ее для отгрузки твердых примесей, которые попадают и скапливаются в цистерне. Процесс напоминает работу самосвала. Герметичность сцепления обеспечивает отсутствие возможности случайного открывания крышки во время движения транспортного средства или работы системы откачки.

В коммунальных службах часто используют вакуумные машины на шасси.

 

 

Вакуумная машина и принцип ее работы

 

Все автомобили, которые оснащены специальной системой откачки, имеют схожий принцип действия. Инструкция вакуумной машины четко описывает этот процесс:

1. Герметическая цистерна создает внутри низкое давление при помощи насосного оборудования.
2. Жидкие вещества попадают внутрь из-за разницы давления через специальный гофрированный рукав.

Техника имеет предохранитель. Он срабатывает в том случае, когда количество жидкости доходит до допустимого уровня. Такая система автоматического управления позволяет избежать перелива веществ из цистерны. После заполнения емкости отходами, автомобиль следует до места их отгрузки.

Для того чтобы купить вакуумную цистерну с автоматизированной системой гидравлики, необходимо убедиться в наличии вспомогательного оборудования и возможности его установки. Некоторые модели нельзя усовершенствовать.   

Принцип работы, конструкция, выбор, обслуживание

Пыль в доме содержит бактерии, грибки, аллергические частицы, туман и загрязнители окружающей среды, такие как перфтороктановая кислота (ПФОК), двуокись углерода, оксиды азота и серы. Концентрация загрязняющих веществ в окружающей среде резко возрастает в городах и метрополитенах из-за автомобилей. Пылесос – одно из решений, позволяющих навести чистоту в доме. Это помогает уменьшить аллергическую среду в доме. Мешки для микрофильтрации, используемые в современных пылесосах, способны улавливать 99% пылевых частиц размером до 0,3 мкм.

Принцип работы пылесоса

Материалы перетекают из одного места в другое, когда между двумя местами создается разница давлений. Это явление является основным принципом работы идеального пылесоса. Когда центробежный вентилятор вращается, он заставляет воздух течь, добавляя ему внешнюю кинетическую энергию. Воздух всасывается сзади и выталкивается вперед с давлением, поэтому за вентилятором создается отрицательное давление. В идеальном пылесосе такой центробежный вентилятор соединен с мотором. Этот агрегат имеет патрубки всасывания и нагнетания, на стороне всасывания перед патрубком шланга устанавливается мешок-пылесборник. Выброс имеет еще один фильтр очистки воздуха и открыт в атмосферу. При подаче электроэнергии двигатель вращается, а значит и центробежный вентилятор. Воздух со стороны всасывания всасывается в агрегат, вместе с воздухом переносятся все содержащиеся в воздухе частицы, кошачий аллерген, туман, грязь и мелкие твердые частицы на всасывающий фильтр. Они задерживаются в фильтре, и очищенный от загрязнений воздух выталкивается из выпускного отверстия.

Типы пылесосов

Бытовые

• Роботы-пылесосы:

Это лучшие люди-смотрители, помогающие поддерживать чистоту в комнате. Благодаря системе нечеткой навигации они автоматически определяют и удаляют грязь и пыль с пола. Датчики движения обеспечивают роботу-пылесосу возможность беспрепятственно проходить между предметами внутри помещения.

Вертикальные и горизонтальные машины для сухой и влажной уборки

Технический проект пылесоса

Двигатель, центробежный вентилятор, фильтр — это три важных конструктивных элемента, которые необходимо учитывать для повышения производительности пылесоса. Трение, шум, потребляемая мощность, давление всасывания являются конструктивными переменными, которые определяют аэродинамические и механические конструктивные факторы. Сопло и узкая геометрия отсека играют важную роль в поддержании давления и схемы воздушного потока.

Выбор пылесосов

Технические характеристики, которые необходимо знать перед покупкой пылесоса:

• Размер пор в мешке для сбора в микронах
• Срок службы выходного фильтра и размер пор в микронах
• Мощность двигателя
• Вес оборудования
• Мобильность и удобство в обращении 
• Функция самоочистки
• Аксессуары, такие как малярный инструмент, адсорбент, пружинный шнур
• Меньше шума во время уборки

Обслуживание пылесоса

Периодическая очистка фильтрующего мешка поддерживает эффективность очистки в течение более длительного времени, а потребление энергии может поддерживаться на постоянном уровне.

Как работают вакуумные насосы?

Вакуумный насос представляет собой устройство, которое удаляет молекулы газа или частицы воздуха из герметичного объема для достижения разности давлений, создающей частичный вакуум. Вакуумные насосы разработаны с использованием различных технологий в зависимости от требований к давлению и области применения, которую они обслуживают. При настройке вакуумной насосной системы правильный подбор параметров имеет решающее значение для достижения оптимальной эффективности.

Как работает вакуумный насос?

Вакуум – свободное от материи пространство, в котором давление газа внутри этого объема ниже атмосферного. Основная функция вакуумного насоса заключается в изменении давления в замкнутом пространстве для создания полного или частичного вакуума механическим или химическим способом. Давление всегда будет пытаться выровняться в соединенных областях, поскольку молекулы газа текут от высокого уровня к низкому, чтобы заполнить всю площадь этого объема. Следовательно, если ввести новое пространство низкого давления, газ будет естественным образом течь из области высокого давления в новую область низкого давления, пока они не будут иметь одинаковое давление. Обратите внимание, что этот вакуумный процесс создается не за счет «всасывания» газов, а за счет выталкивания молекул. Вакуумные насосы, по сути, перемещают молекулы газа из одной области в другую, создавая вакуум, меняя состояния высокого и низкого давления.

По мере того, как молекулы удаляются из вакуумного пространства, становится экспоненциально труднее удалить дополнительные, что увеличивает требуемую мощность вакуума. Диапазоны давления разделены на несколько групп:

• Первичный/низкий вакуум: от 1000 до 1 мбар / от 760 до 0,75 торр
• Тонкий/средний вакуум: от 1 до 10 ^-3 мбар / от 0,75 до 7,5 ^-3 Торр
• Высокий вакуум: 10 ^-3 до 10 ^-7 мбар / 7,5 ^-3 до 7,5 ^-7 Торр
• Сверхвысокий вакуум: от 10 ^-7 до 10 ^-11 мбар / 7,5 ^{-7 от} до 7,5 ^-11 Торр
• Чрезвычайно высокий вакуум: < 10 ^-11 мбар / < 7,5 ^-11 Торр

Вакуумные насосы классифицируются по диапазону давления, в котором они могут работать, что помогает различать их возможности. Эти классификации следующие:

• Первичные (форвакуумные) насосы, работающие в диапазонах низкого и низкого вакуумметрического давления.
Бустерные насосы
• работают в диапазонах низкого и среднего давления.
• Вторичные (высоковакуумные) насосы работают в диапазонах высокого, очень высокого и сверхвысокого вакуума.

В зависимости от требований к давлению и условий эксплуатации технологии вакуумных насосов считаются влажными или сухими. Мокрые насосы используют масло или воду для смазки и уплотнения, в то время как сухие насосы не имеют жидкости в пространстве между вращающимися механизмами или неподвижными частями, которые используются для изоляции и сжатия молекул газа. Без смазки сухие насосы имеют очень жесткие допуски для эффективной работы без износа. Давайте посмотрим на некоторые из методов, используемых в вакуумном насосе.

 

Улавливающие насосы

Улавливающие насосы, также называемые улавливающими насосами, не имеют движущихся частей и используются для приложений, требующих очень высокого вакуумного давления. Без движущихся частей улавливающие насосы могут создавать вакуумную среду двумя разными способами.  

  Крионасос (сухой, вторичный): давление 7,5 x 10 ^-10 торр, скорость откачки 1200 – 4200 л/с криогеника для улавливания молекул газа. В крионасосах используется криогенная технология для замораживания или улавливания газа на очень холодной поверхности. Используя чрезвычайно низкие температуры, они эффективно втягивают молекулы внутрь, создавая вакуум.

Ионные насосы (сухие, вторичные): Давление 7,5 x 10 ^-12 Торр, скорость откачки 1000 л/с

метод захвата. Магнитное поле создает облако электроположительных ионов, которые осаждаются на титановом катоде. В этом процессе химически активные материалы объединяются с молекулами газа, втягивая их и создавая вакуум.

 

Перекачивающие насосы

Перекачивающие насосы могут работать двумя способами; Кинетическая энергия или положительное смещение. В отличие от улавливающих насосов, перекачивающие насосы выталкивают молекулы газа из пространства через систему. Общим для них является то, что все они используют метод механического проталкивания газа и воздуха через систему через различные системные интервалы. Обычно несколько перекачивающих насосов используются параллельно для обеспечения более высокого вакуума и скорости потока. Также распространено использование нескольких перекачивающих насосов в системе, чтобы обеспечить резервирование в случае отказа насоса.

 

Кинетические насосы

Кинетические насосы используют принцип импульса через крыльчатки (лопасти) или введение пара для проталкивания газа к выпускному отверстию.

Турбомолекулярный насос (сухой, вторичный): давление 7,5 x 10 ^-11 торр, скорость откачки 10–50 000 л/с.

Все насосы Kinetic являются вспомогательными насосами, поскольку они используются для работы с высоким давлением. Одним из сухих методов является турбомолекулярный насос, в котором используются высокоскоростные вращающиеся лопасти внутри камеры, приводящие в движение молекулы газа. Передавая импульс от вращающихся лопастей молекулам газа, увеличивая скорость их движения к выходному отверстию. Эти насосы обеспечивают низкое давление и низкую скорость перекачивания.

Пародиффузионный насос (влажный, вторичный): давление 7,5 x 10 ^-11 торр, скорость откачки 10–50 000 л/с.

Пародиффузионный насос использует высокоскоростной нагретый масляный пар, который использует кинетическую энергию для перемещения молекул газа от входа к выходу. Отсутствие движущихся частей и пониженное давление на входе.

 

Насосы прямого вытеснения

Другой формой типа передачи является объемный насос. Основной принцип объемного насоса заключается в том, что, расширяя первоначальный объем в камеру, они перемещают небольшие изолированные объемы газа на разных этапах, сжимая их до меньшего объема и под более высоким давлением выбрасывая наружу. Эти насосы работают в диапазоне более низких давлений и относятся к категории первичных или бустерных насосов и включают в себя мокрые или сухие технологии. Вот различные типы объемных первичных вакуумных насосов:

Пластинчатый насос с масляным уплотнением (мокрый, первичный): давление 1 x 10 ^-3 мбар, скорость откачки 0,7–275 м ³ /ч (0,4–162 фута ³ /мин)

3 Масло

Герметичные роторно-лопастные насосы сжимают газы с помощью эксцентрично установленного ротора, который вращает набор лопастей. Под действием центробежной силы эти лопасти выдвигаются и образуют камеры между собой и корпусом. Перекачиваемая среда удерживается внутри этих камер. При дальнейшем вращении их объем постоянно уменьшается. Таким образом, перекачиваемая среда сжимается и транспортируется к выходу. Пластинчато-роторные вакуумные насосы доступны в одноступенчатом и двухступенчатом исполнении.

 

Жидкостно-кольцевой насос (мокрый, первичный): давление 30 мбар, скорость откачки 25–30 000 м ³ /ч (15–17 700 футов ³ /мин) с жидкостными кольцами
3 смещенное от центра рабочее колесо с лопастями, изогнутыми по направлению вращения, которые образуют движущееся цилиндрическое кольцо жидкости вокруг корпуса за счет центробежного ускорения. Лопасти создают серповидные пространства разных размеров, когда они вращаются и герметизируются жидкостным кольцом. Вблизи всасывания или впуска объем увеличивается, что приводит к падению давления в каждом из них и втягиванию газа. По мере его вращения объемы между каждой лопастью уменьшаются из-за эксцентрично расположенного рабочего колеса и образования жидкостного кольца. Это сжимает газ при его разряде, создавая непрерывный поток.

 

Мембранный насос (сухой, первичный): давление 5 x 10 ^-8 мбар, скорость откачки 0,6–10 м ³ /ч (0,35–5,9 фута/мин) 3 0 ^{0 3 Мембранные насосы}

представляют собой объемные вакуумные насосы сухого метода. Диафрагма сидит на стержне, соединенном через коленчатый вал, который перемещает диафрагму вертикально при вращении. Когда диафрагма находится в нижнем положении, объем в камере увеличивается, снижая давление и втягивая молекулы воздуха внутрь. Когда диафрагма поднимается, объем уменьшается, и молекулы газа сжимаются при движении к выпускному отверстию. И впускной, и выпускной клапаны подпружинены, чтобы реагировать на изменения давления.

Спиральный насос (сухой, первичный): Давление 1 x 10 ^-2 мбар, скорость откачки 5,0 – 46 м ³ /ч (3,0 – 27 футов ³ /мин)

два невращающихся витка спиральной конструкции, где внутренний вращается по орбите и улавливает газ во внешнем объемном пространстве. По мере того, как он движется по орбите, объем газа становится все меньше и меньше, сжимая его до тех пор, пока он не достигнет минимального объема и максимально допустимого давления, и выбрасывается на выходе, расположенном в центре спирали.

Насосы типа Рутса (сухие, бустерные): давление <10 ^-3 торр, скорость откачки 100 000 м ³ /ч (58 860 футов ³ /мин) два лепестка, которые зацепляются друг с другом, не соприкасаясь, когда счетчик вращается. Это встречное вращение создает максимальный расход, так как объем увеличивается на входе при одновременном уменьшении на выходе сжимающего давления. Эти насосы предназначены для применения в тех случаях, когда требуется удаление больших объемов газа.

Кулачковые насосы (сухие, бустерные): давление 1 x 10 ^-3 мбар, скорость откачки 100–800 м ³ /ч вращающиеся когти, которые вращаются в противоположном направлении. Они чрезвычайно эффективны, надежны и требуют минимального обслуживания и часто используются в суровых промышленных условиях. Когти находятся в пределах 2/1000 дюймов друг от друга, но на самом деле никогда не соприкасаются. Этот минимальный зазор между кулачками и корпусом камеры оптимизирует внутреннее уплотнение, устраняя износ и потребность в смазочных материалах или маслах.

 

Винтовые насосы (сухие, бустерные): Давление 1 x 10 ^-2 торр, скорость откачки 750 м вращающиеся винты, горизонтально расположенные внутри камеры, один левый и один правый, которые также зацепляются без контакта. Молекулы газа, введенные с одного конца, захватываются между двумя винтами, и по мере их вращения в противоположных направлениях газ выталкивается в пространство с уменьшающимся объемом, сжимая его на выходе и создавая пониженное давление на входе.