Вакуумные системы и станции используются в производственных процессах и лабораторных исследованиях, где необходимо поддерживать давление ниже атмосферного. Особые условия дают возможность облегчить и упростить технологии, а также добиться результата, невозможного при действии обычных положений.
Содержание:
- Проектирование вакуумных систем
- Работа с вакуумными системами
- Вакуумная система с водокольцевым насосом
- Фланцы для вакуумных систем
- Проверка герметичности вакуумных систем
- Вакуумные станции – назначение
В вакуумную систему входят специальные вакуумные устройства и вакуумная арматура, которая служит для соединения элементов. Основными требованиями являются полная герметичность и стойкость к изменениям давления.
Проектирование вакуумных систем
Проектирование вакуумных систем
Перед началом проектирования вакуумной системы определяются с показателями, которых необходимо достичь. В первую очередь это:
- Область давления, которое может быть низким, средним, высоким и сверхвысоким вакуумом.
- Степень чистоты среды, ведь процессы могут делиться на чистые и грязные.
В промышленных вакуумных системах часто используются агрессивные среды, масла, коррозийные вещества. В грязных процессах необходимо предусмотреть своевременную очистку от остатков.
В соответствии с этими данными проводят проектирование по следующей схеме:
- Расчет количества и типа необходимых насосов.
- Подбор материала для элементов системы, который совместим с внутренней средой.
- Выбор подходящих соединений.
- Проектный расчет приблизительных размеров и диаметров всех деталей.
- Уточнение характеристик всех подобранных элементов.
- Проверочный расчет на совместимость и функциональность.
- Проверочный расчет сроков достижения рабочего давления.
Схема вакуумной системы подбирается из уже существующих моделей, при необходимости в нее могут вноситься незначительные изменения. Но размеры и материалы для всех элементов подбираются всегда индивидуально, с учетом конкретных характеристик. Например, системы вакуумного прессования, промышленные и компактные, делаются по одному принципу.
Для подбора вакуумного насоса необходимо провести расчет газов, попадающих в рабочую камеру. Расчеты заносят в специальную таблицу, на основании которой выбирают основной насос, способный откачать объем до необходимых значений давления. Вспомогательный насос нужен для откачки основной массы газов и создания предварительного разрежения. Его выбирают на основе той же таблицы.
После этого выбирают схему работы станции. Соблюдается одно правило – все соединительные трубопроводы должны быть как можно короче и, желательно, без изгибов. Если есть необходимость сделать поворот, стараются выбирать гибкую арматуру, способную погасить вибрацию и разницу температур. Это касается вакуумных систем дегазации, транспортных, для фильтрации, для двигателей.
Потом проводятся поверочные расчеты, которые учитывают проводимость элементов при разных режимах работы, на основе чего делается вывод об эффективности схемы и при необходимости вносятся правки.
Работа с вакуумными системами
Вакуумные станции являются потенциально опасными для находящихся вокруг людей. Их необходимо держать в полном порядке и проверять каждый элемент перед запуском системы. Все подозрительные или ненадежные детали должны заменяться, техобслуживание должно проводиться согласно графика.
Работа с вакуумными системами
Есть такие правила работы с вакуумными системами:
- С ними могут работать только адекватные, прошедшие обучение сотрудники.
- Необходимо иметь полный комплект защитной одежды и спецсредств на случай аварийной ситуации.
- О всех непредвиденных ситуациях необходимо немедленно сообщать.
- Для ремонта системы должны использоваться только специализированные элементы.
- Перед первым запуском систему испытывают на максимальном давлении.
Список условий и требований для вакуумных станций для производства и исследований соответствует правилам работы с самыми опасными установками. Всегда необходимо использовать защитную одежду и внимательно относиться к любым неполадкам.
Вакуумная система с водокольцевым насосом
Водокольцевые вакуумные системы предназначены только для работы с газами или неагрессивными паровыми средами. Они считаются очень практичными и экономными, ведь в качестве рабочей среды в них используется только вода.
Вакуумная система с водокольцевым насосом
Вакуумная система с водокольцевым насосом работает по следующему принципу:
- Внутри корпуса вращается ротор, вкруг которого жидкая среда.
- Ротор захватывает среду лопатками рабочего колеса и отбрасывают его к стенкам цилиндрического корпуса.
- В результате центробежной силы получается жидкое вращающееся кольцо.
- Между кольцом и втулкой рабочего колеса размещены ячейки рабочего пространства, которые меняют свой объем.
- При увеличении объема ячеек жидкость всасывается.
По принципу работы они похожи на вакуумные системы с центробежными насосами, но являются более эффективными и экономными при работе с газовыми средами. Их применяют в химической, металлургической, деревообрабатывающей промышленности.
Фланцы для вакуумных систем
Фланцы для вакуумных систем являются самой важной частью соединительной вакуумной арматуры. Сюда также относятся клапана, тройники, вентили и другие виды соединений.
Фланцы для вакуумных систем
В вакуумных насосных станциях они выполняют следующие функции:
- Соединяющий элемент для трубопровода.
- Возможность комбинировать несколько магистралей.
- Уплотнение для соблюдения герметичности на стыках.
Расчет вакуумных систем в обязательном порядке учитывает материал и тип фланцев, а также другой вакуумной арматуры. Клапана для вакуумных систем имеют первостепенное значение. Именно они регулируют потоки внутри станции и отвечают за безопасность каждого участка.
Фланцы разнятся по конструкции и сфере применения. Основным отличием моделей является тип прокладок – металлический или из эластомера. Первые используют обычно для высокого или сверхвысокого вакуума, а также в системах с разрушительной для резины рабочей средой. Эластомер является более недорогим и популярным вариантом, поэтому в небольших производственных системах чаще всего используют именно его.
Например, принцип работы вакуумной компрессорной станции требует применения специальной запорной арматуры, ведь в процессе работы к перепадам давления могут добавляться еще и вибрации. Соединения должны гасить любые волны и обеспечивать соблюдение герметичности. Необходимо регулярно проводить чистку вакуумной системы, чтобы продолжить срок работы станции.
Проверка герметичности вакуумных систем
Проверка вакуумных систем на герметичность должна проводиться перед каждым запуском или согласно схеме проверок для непрерывно работающих агрегатов. Основная нагрузка приходится на соединения, поэтому очень важно правильно подобрать материалы и конструкцию вакуумной арматуры. Устранение неисправностей и ремонт узлов обходятся в немалую сумму.
Проверка герметичности вакуумных систем
Для поточной проверки применяют течеискатели вакуумной системы. Они могут определить утечку газа или рабочей среды даже при залегании трубопровода на глубине или в других труднодоступных местах. Большинство течеискателей работают по принципу обнаружения определенной жидкости или газа в окружающей среде, но вакуумные модели работают немного по-другому.
При отсутствии давления в трубах трудно выявить разгерметизацию на конкретном участке. Поэтому при проверке всю поверхность трубопровода покрывают пенной субстанцией, а в систему подают давление. Течь выявляют по образованию пузырьков на поверхности. Эта система применяется для срочного выявления места уже известной течи.
Для поточной проверки систем, работающих с гелием, применяют гелиевые течеискатели. К системе присоединяют ловушку, залитую жидким азотом. Проводится проверка герметичности всей системы, а ловушку вакуумируют еще около 40 часов. Потом ее отсоединяют и проверяют скорость возрастания давления за определенное время. Далее по специальной формуле высчитывается газопроницаемость.
Вакуумные станции – назначение
Вакуумные станции – назначение
Вакуумные станции сейчас используют практически повсюду. Их применяют в самых разных сферах, но условно делят на три подвида:
- Промышленные модели, которые применяют в металлургии, деревообрабатывающей, целлюлозной, прочих отраслях.
- Медицинские вакуумные станции, необходимые для поддержания определенного давления в аппаратуре, которую используют при операциях или сложных медицинских манипуляциях.
- Бытовые модели, которые сделали более экономными привычную нам технику. Например, вакуумная станция для кондиционеров.
Чаще всего производители предлагают готовые установки или станции, но можно также приобрести отдельные детали высокого качества, чтобы сформировать особенную конструкцию. Например, большой ассортимент узлов и запорной арматуры специально для создания вакуума предлагает компания Agilent.
Большинство станций произведены по стандартной схеме, но бывают также особенные системы, которые производят специально для достижения определенного результата. Обычно это бывает, когда в определенной сфере науки или промышленности делают прорыв и требуется создать новую модель для реализации идеи.
Вакуумные системы можно встретить в операционных, в двигателе автомобиля, в многих промышленных станках. Назначение каждого оборудования особое, но принцип работы остается одним и тем же.