Вакуумный насос — виды, особенности

Вакуумная технология для химических и фармацевтических процессов

Озадаченные вопросом поиска подходящей вакуумной техники (в данном случае, вакуумных насосов), обнаружили на просторах интернета замечательный сайт IDUM.RU. Компания IDUM.RU знает о вакуумном оборудовании многое и даже можно сказать, очень. У них можно найти и получить информацию о разных вещах в области вакуума, т.к. безопасность, гигиена, расчеты и еще кучу всего.

Выбор подходящего вакуумного оборудования для технологических процессов в химической и фармацевтической промышленности часто бывает трудным. С одной стороны, вакуумная система должна обеспечивать требуемую скорость откачки при рабочем давлении и, таким образом, обеспечивать необходимое время откачки. С другой стороны, он должен быть нечувствительным к технологическим газам и, например, соответствовать требованиям по очистке CIP или рекуперации газа.

Жидкокольцевые вакуумные насосы отличаются особой прочностью и используются во многих химических процессах.

  • Существуют различные технологии создания вакуума, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
  • Выбор правильного вакуумного насоса зависит от условий процесса и свойств технологических газов, но также играют роль аспекты экономии, безопасности и надежности.
  • Жидкокольцевые насосы, сухие винтовые вакуумные насосы и пластинчато-роторные вакуумные насосы с свежей масляной смазкой являются важными принципами создания технологического вакуума.

Помимо технических характеристик для применения, эксплуатационная надежность и экономическая эффективность играют важную роль при выборе той или иной вакуумной технологии. Здесь все три свойства необходимы в основном в химической и фармацевтической области.

Применяемые вакуумные технологии:

  • Жидкокольцевые вакуумные насосы,
  • Сухие винтовые вакуумные насосы,
  • Пластинчато-роторные вакуумные насосы с масляной смазкой.

Жидкокольцевые вакуумные насосы: прочные и надежные

Жидкокольцевые вакуумные насосы используются во многих областях. Это ротационные поршневые насосы с рабочим колесом, расположенным эксцентрично в цилиндрическом корпусе. В качестве рабочей или затворной жидкости обычно используется вода. Вращение крыльчатки образует жидкостное кольцо внутри корпуса, которое закрывает пространство между отдельными лопастями. Газ проходит в пространствах между ступицей, отдельными лопастями и жидкостным кольцом. Из-за эксцентричного расположения рабочего колеса зазоры увеличиваются за один оборот и, таким образом, всасывают среду через всасывающий паз. По мере продолжения вращения зазоры становятся меньше, среда сжимается и снова выбрасывается через щель давления.

Жидкокольцевой вакуумный насос

Эти вакуумные насосы за многие годы зарекомендовали себя как чрезвычайно прочные и надежные генераторы вакуума в химических процессах. Рабочая жидкость в камере сжатия непрерывно рассеивает тепло сжатия, так что вакуумный насос работает почти изотермически. Это означает, что технологический газ не сильно нагревается, и вакуумный насос работает при относительно низких температурах. Это значительно снижает риск нежелательной реакции или взрыва. Низкие рабочие температуры также способствуют конденсации влажных паров и газов, что увеличивает номинальную скорость откачки вакуумного насоса.

Для тренировки жидкого кольца обычно используется вода. На практике также используются этиленгликоль, минеральные масла или органические растворители. Конечное давление вакуумного насоса зависит от давления пара жидкости. Вязкость рабочей жидкости, в свою очередь, влияет на потребляемую мощность насоса. Жидкокольцевые вакуумные насосы доступны на рынке в различных конструкциях, материалах и уплотнениях вала.

Сухие винтовые вакуумные насосы: отсутствие загрязнения рабочими материалами

Сухая шнековая вакуумная технология также очень распространена в химии и фармацевтике. Хотя это относительно ново по сравнению с техникой жидкого кольца.
В 1990-е годы на рынок вышел первый сухой винтовой вакуумный насос типа Cobra AC. Большим отличием от описанного выше жидкостно-кольцевого вакуумного насоса является то, что винтовые вакуумные насосы не требуют какого-либо рабочего оборудования для сжатия технологического газа. Поэтому и говорят о «сухом» винтовом вакуумном насосе.

В винтовом вакуумном насосе два винтовых ротора вращаются в противоположных направлениях. Технологический газ заключен между отдельными спиральными винтами, сжимается и транспортируется к выпускному отверстию для газа. Два винтовых ротора не касаются друг друга или цилиндра в процессе сжатия. Точное изготовление и минимальные зазоры между движущимися частями обеспечивают этот принцип работы, а также гарантируют низкое конечное давление <0,1 мбар.

Винтовые вакуумные насосы работают с водяным охлаждением, что обеспечивает равномерное распределение тепла по всему корпусу насоса, так, что термическая стабильность обеспечивается во время всего процесса. Современные винтовые вакуумные насосы имеют переменный шаг в змеевиках шнека, что означает, что технологический газ сжимается равномерно по всей длине шнека. Это приводит к одинаковой температуре во всем пространстве сжатия. Это можно легко контролировать и влиять на него. В старых поколениях винтовых вакуумных насосов шаг спирали одинаков. В них технологический газ сжимается на последней половине оборота винта, поэтому возникает чрезмерная тепловая нагрузка. Поэтому регулирование идеальной рабочей температуры с помощью водяного охлаждения является более сложной задачей.

В принципе, сухие винтовые вакуумные насосы работают при более высоких температурах, чем жидкостные кольцевые вакуумные насосы. Таким образом, в значительной степени исключается конденсация компонентов технологического газа. Технологический газ проходит через вакуумный насос без загрязнения или реакции с рабочей средой. Серый чугун используется в качестве стандартного материала для всех частей, контактирующих со средой. Это необработанное или со специальным покрытием, устойчивым почти ко всем химическим веществам. По окончании процесса рекомендуется промыть вакуумный насос подходящей чистящей жидкостью. Промывка азотом предотвращает коррозию и отложения во время простоев.
Винтовые вакуумные насосы Busch могут оснащаться различными системами уплотнения и разными покрытиями практически для любого химического вещества.

Пластинчато-роторные вакуумные насосы с свежей масляной смазкой

Пластинчато-роторные вакуумные насосы с масляной смазкой уже несколько десятилетий успешно используются во многих областях. Сегодня это одни из наиболее широко применяемые в промышленности механические вакуумные насосы. Еще в 1960-х годах были разработаны двухступенчатый пластинчато-роторный вакуумный насос со свежей масляной смазкой специально для химической и фармацевтической промышленности. Этот вакуумный насос постоянно совершенствуется и до сих пор широко используется в технологических процессах благодаря своей надежности.
Роторно-пластинчатые вакуумные насосы отличаются от других вакуумных насосов, которые работают по принципу пластинчато-роторных насосов, по трем основным характеристикам: две ступени сжатия расположены одна над другой и соединены друг с другом. Технологический газ предварительно сжимается на первой стадии и повторно сжимается на следующей второй стадии. Это приводит к более низкому конечному давлению.

Эти вакуумные насосы смазываются свежим маслом. Это означает, что рабочая среда (масло или совместимая со средой жидкость) впрыскивается в камеры сжатия дозированным образом. В отличие от этого, другие пластинчато-роторные вакуумные насосы работают с циркуляционной масляной смазкой. Пластинчато-роторные вакуумные насосы типа Piggyback имеют водяное охлаждение. Это означает, что рабочую температуру можно регулировать в определенном диапазоне.

Роторно-пластинчатые вакуумные насосы представляют собой вращающиеся насосы прямого вытеснения, в которых лопатки расположены в пазах ротора, который вращается эксцентрично в цилиндрическом корпусе. Вращательное движение ротора заставляет ползуны выходить из пазов под действием центробежной силы и касаться внутренней стенки цилиндра. Это создает полости разного объема, которые, в свою очередь, создают эффект всасывания и сжатия. Чтобы уменьшить трение и улучшить уплотнение, масло непрерывно впрыскивается в камеру сжатия в цилиндре. Этот процесс происходит на обеих ступенях сжатия до того, как технологический газ вместе с рабочей средой будет выпущен через выпускное отверстие и затем может быть отделен. Обе ступени имеют водяное охлаждение. Доступны версии с протоком и циркуляцией воды. Поскольку смазка проходит через вакуумный насос только один раз, можно использовать почти все жидкости с вязкостью в диапазоне 150 сантистоксов (сСт). Они постоянно промывают вакуумный насос во время работы и, таким образом, защищают его от коррозии и отложений. В интернете предлагаются клапаны, изготовленные из различных материалов, чтобы гарантировать устойчивость к большинству растворителей.

Вывод: Все представленные технологии создания вакуума имеют достоинства и недостатки. Не существует одного идеального решения для всех случаев использования. Поэтому важно проконсультироваться с экспертом в области вакуума и принять во внимание все важные параметры, начиная с условий процесса, технологических газов, интеграции в управление процессом и заканчивая рассмотрением экономической эффективности, безопасности и надежности оборудования. будущее поколение вакуума. В большинстве случаев результатом этих соображений будет индивидуальная вакуумная система, адаптированная непосредственно к требованиям.