Вакуумная станция, конструкция, принцип работы и сферы применения систем

Вакуумная станция – устройство, предназначенное для создания технического вакуума. Достигается он путём откачивания газовой или паровоздушной смеси. Классификация оборудования происходит с учётом характеристик основных составляющих: ресивера и вакуумного насоса.

Содержание:

1. Устройство станции
2. Принцип работы вакуумного оборудования
3. Классификация станций
4. Сфера применения

Устройство станции

Вакуумная насосная станция представляет высокотехнологичное оборудование, состоящее из следующих элементов:

1. Цилиндрического ресивера (уравнительного баллона) с аналоговым датчиком, ёмкость которого составляет от 270 до 900 литров;
2. Пластинчато-роторного вакуумного насоса с циркуляционной смазкой. Их количество может быть от одного до трёх, исходя из требуемых мощностей оборудования;
3. Блока управления с интеллектуальной системой автоматики;
4. Системы трубопровода (гибкие шланги, вентили, клапан слива конденсата, двухсторонних запорных клапанов на впуске, выпускного и выпускного коллектора);
5. Дополнительных элементов (медицинские антибактериальные фильтры и ёмкости для сбора жидкого секрета).

Всё оборудование расположено на металлической сварной раме, обеспечивающей жёсткость конструкции.

Устройство станции

Принцип работы вакуумного оборудования

Принцип работы вакуумной станции заключается в поддержании стабильного заданного уровня вакуума во всей подключенной к нему системе. Достигается это за счёт одного или нескольких пластинчато-роторных вакуумных насосов.

• В цилиндрическом корпусе расположен ротор, вращающийся эксцентрично. На нём присутствует 4, равномерно распределённых по всей окружности паза, рабочих пластины;
• В процессе движения ротора, пластины подвергаются воздействию центробежной силы, прижимающей их к цилиндрической поверхности корпуса. Тем самым достигается уплотнение между ним и четырьмя пластинами;
• Трение между ними, которое может произойти в результате минимального зазора, снижается за счёт образующейся масляной плёнки, подающейся из масляного бака на корпус;
• В результате взаимного трения образуются 4 ячейки переменного объёма. Внутри каждой из них происходят циклы всасывания из вакуумного канала;
• Образующиеся газы и звук работы электромотора выводятся через выпускной коллектор.

Принцип работы вакуумного оборудования

Принцип автоматического регулирования уровня вакуума показан на примере вакуумной станции с тремя насосами:

1. Режим работы вакуумной станции регулируется вручную или посредством использования автоматизированной системы управления. Подача сигналов происходит после обработки информации, полученной с аналогового датчика давления, подключенного непосредственно к вакуумному ресиверу. Аналогичную функцию выполняет вакуумный датчик, также передающий сведения на чип. В случае роста давления внутри ресивера, система регулирования запускает первый насос при пороге в -650 мБар. Его остановка происходит по достижении -900 мБар, после того, как будет достигнуто значение более низкого уровня вакуума. Переход второго насоса в резерв происходит в следующих случаях: каждые 10 мин. после запуска первого насоса, при условии, что порог -900 мБар ещё не был достигнут или по достижении критического порога -600мБар.

Значение третьего порога -550мБар, в этом случае срабатывает вакуумный выключатель и незамедлительно запускаются все 3 насоса. Это максимально ускоряет падение давления в ресивере. По достижении -550мБар запускается контакт цепи сигнализации, что немедленно отобразится на блоке управления.

2. Второй способ регулирования устройства допускает выбор режима по требованию. Принцип «непрерывного регулирования» способствует работе насосов при максимальном уровне вакуума. В этом случае насосы активируются лишь на небольшой промежуток времени, что значительно сокращает количество запусков в один час. Методика благотворительно отражается на сохранении целостности электромотора и его механических деталей. При каждом включении насосы работают не менее 10 мин.

Классификация станций

Классификация водокольцевых вакуумных станций осуществляется по нескольким признакам.

Прежде всего это величина нагнетаемого давления:

• Станции низкого вакуума с областью давления от 10⁵ до 10² Па;
• Станции среднего вакуума с областью давления от 10² до 10^-1 Па;
• Станции высокого давления с областью давления от 10^-1 до 10^-5 Па;
• Станции сверхвысокого давления с областью давления от 10^-5 до 10^-9 Па;
• Станции чрезвычайно высокого вакуума с областью давления < 10^-9 Па.

Классификация станций

Вторым способом различия станций считают поверхностные характеристики:

• Количество вакуумных насосов: 1, 2 или 3 шт;
• Объём вакуумного уравнительного баллона: 270, 500 или 900 л;
• Расположение оборудования относительно пола: горизонтально или вертикально. В последнем случае насосное оборудование может располагаться на металлической полке, рядом с ресивером.

Третий – это технические характеристики оборудования:

• Производительность одного насоса: 21, 25, 45, 65, 100, 200, 300 м³/ч;
• Мощность одного насоса: 0,75, 1,1, 1,5, 2,2, 4, 7,5 кВт.

Заключительная классификация вакуумных станций происходит с учётом нагнетаемого вакуума:

• Высоковакуумные, нагнетающие большую величину разрежения;
• Вакуумные;
• Форвакуумные, другое название: «стартовые». Применяются в виде промежуточного звена между вакуумными и атмосферными насосами из-за того, что используются для создания предварительного разряжения;

Сфера применения

Сфера применения вакуумных станций обширна и включает разные объекты жизнедеятельности, предпринимательства и промышленности.

• Вакуумные камеры для пайки используют для изготовления мелких деталей радиоэлектроники, микросхем;
• Вакуумные камеры для кондиционеров повсеместно применяются в легковых и грузовых машинах, автобусах, поездах и прочих вида транспорта, в котором используется система кондиционирования;
• Вакуумная камера медицинская необходима для стабильного уровня вакуума в системе всего учреждения. Требуется это, как для работы стоматологических кабинетов, так и для функционирования жизненно важных устройств;
• Водокольцевые вакуумные станции применяются в животноводстве. В частности, на молочных фермах они используются для автоматического доения коров и перегона полученного молока в специальные ёмкости;
• Химические вакуумные станции используются для работы с высококипящими растворителями. Она необходима при создании вакуума в роторных испарителях, вакуумных концентраторах и при фильтровании.

Сфера применения