Вакуумное насосное оборудования широко применяется для решения разнообразных задач бытового и промышленного масштабов. Подобного рода агрегаты используются преимущественно для выкачивания парообразных и газообразных веществ.
Рассматриваемое оборудование очень удобно, однако его стоимость является неприемлемой для многих потенциальных пользователей. Но народные умельцы нашли выход из сложившейся ситуации, научившись собирать вакуумные насосы самостоятельно, преимущественно приспосабливая под это другое оборудование.
Прежде чем приступать к собственноручному изготовлению вакуумного насоса, ознакомьтесь с основными принципами работы и разновидностями таких устройств.
Механизм действия оборудования основан на создании вакуума. В зависимости от предназначения, рассматриваемое оборудование классифицируется на низко-, средне-, высоко- и сверхвысоковакуумные насосы.
В быту же обычно применяются простейшие самодельные конструкции, выполненные на основе обыкновенных насосов, компрессоров и прочего подходящего для этих целей оборудования.
Вакуумный насос изготавливается из обыкновенного манжетного насоса, используемого автовладельцами. В качестве основы можно использовать даже простой насос для велосипеда или другой подобный прибор.
В применении сложных технологических приемов и специального оборудования нет необходимости. Переделка автомобильного насоса в полноценное вакуумное оборудование выполняется в несколько этапов.
Первый шаг. Разберите исходный насос.
Второй шаг. Разверните манжету автомобильного насоса на 180 градусов. За счет изменения положения манжеты воздух будет не накачиваться в емкость, а вытягиваться из нее. Такое оборудование прекрасно подойдет для решения различных задач, не требующих создания глубокого вакуума.
Третий шаг. Соберите агрегат в порядке, обратном разбору.
Четвертый шаг. Выполните установку обратного клапана. Для решения данной задачи можно воспользоваться клапаном, принимающее участие в передаче воздуха от нагнетающего компрессора в емкость (аквариум). Этот клапан надо установить между шлангом и непосредственно насосом.
На этом простой бытовой насос готов. При условии тщательного и правильного выполнения всех приведенных шагов руководства, обеспечения достаточной герметичности каждого сопряжения, подборе подходящего пластикового клапана высокого качества, такой простейший вакуумный агрегат сможет отсасывать до 75-85% от суммарного объема воздуха. Для сравнения – у пылесоса данный параметр во много раз ниже.
Водокольцевой насос
Относится к категории низковакуумного насосного оборудования. Конструкция представляет собой корпус с установленными внутри пластинами. Пластины крепятся к ротору. При погружении пластин в жидкость (чаще всего это вода) происходит изменение ее объема.
В процессе работы оборудования создаются условия, достаточные для обеспечения 90-95-процентного вакуума. Для повышения показателя нужно заменить воду другой жидкостью, имеющей более высокую точку кипения, и обеспечить охлаждение откачиваемого воздуха.
Среди преимуществ такого вакуумного насоса нужно обязательно выделить его высокий моторесурс, обеспечивающийся отсутствием трущихся уплотнителей и предельной простотой конструкции.
Но есть у водокольцевого агрегата и ряд недостатков, а именно:
- необходимость организации улавливания и утилизации либо же рециркуляции теряющейся рабочей жидкости с включением отходящих газов;
- необходимость регулярного пополнения объема рабочей жидкости в оборудовании;
- необходимость обеспечения охлаждения применяемой жидкости для уменьшения давления образующихся паров.
Сборка водокольцевого вакуумного насоса выполняется в несколько простых шагов.
Первый шаг. Подготовьте корпус подходящего размера. Корпус насоса должен иметь цилиндрическую форму.
Второй шаг. Поместите внутрь корпуса вал с закрепленным рабочим колесом. Колесо должно быть оснащено лопастями сравнительно небольшого размера.
Третий шаг. Обеспечьте подачу рабочей жидкости в корпус насоса. Жидкость должна подаваться так, чтобы под ее воздействием лопасти вращались. Образованная центробежная сила заставит жидкость направиться к стенкам корпуса, а в центре устройства создастся вакуум.
Подобные насосы обычно применяются в сельском хозяйстве и на производстве, в городской квартире от них вряд ли будет какая-либо польза, но владельцу частного дома такой агрегат может пригодиться.
Компрессор
При необходимости обеспечения более высокого показателя разреженности можете использовать оборудование, созданное на основе бытового компрессора, способного нагнетать воздух под высоким давлением.
В переделывании аквариумного компрессора нет никаких сложностей. Сферы использования подобных приборов довольно многогранны. К примеру, некоторые хозяева применяют такие насосы для устранения специфического аромата, возникающего в процессе перегонки спирта.
Также подобного рода вакуумные насосы подходят для выполнения разного рода экспериментов, при проведении которых должно создаваться некоторое разрежение в перегонных кубах и разнообразных бродильных емкостях.
Первый шаг. Открутите крепления с корпуса используемого компрессора. В этом вам поможет отвертка.
Второй шаг. Разберите внутри компрессора узел, в составе которого присутствует элемент с клапанами.
Третий шаг. Отпилите угол корпуса в месте, удобном для подведения насосного шланга. Соберите упомянутый узел компрессора в обратном порядке и вставьте его в корпус в соответствии с подготовленным отверстием.
Четвертый шаг. Подготовьте в нижней стенке детали отверстие для удаления конденсата и случайно проникшей внутрь воды.
Пятый шаг. Обустройте систему отведения газов из вакуумного насоса. Для этого используйте клей и трубку подходящих размеров.
В результате устройство, собранное в обратной последовательности, будет откачивать воздух вместо его нагнетания.
При разрежении, создаваемом таким оборудованием, можно будет уменьшать температуру кипения рабочих жидкостей.
При этом обязательно учитывайте тот факт, что в процессе выполнения подобной работы через агрегат будут проходить образующиеся пары, что категорически нежелательно. Поэтому в состав системы надо обязательно включить отстойник и ресивер – они будут способствовать осушению воздуха.
Порядок применения вакуумного насоса будет рассмотрен на примере откачки воды из аквариума. В целом же особенности использования такого оборудования остаются практически одинаковыми для большинства ситуаций.
Подготовьте необходимые приспособления. Вам понадобится:
- ядро насоса;
- тройник;
- сопло и штуцер.
Вставьте в отверстие тройника сопло. Его вы можете предварительно сделать из трубки подходящего размера. Далее вам нужно навинтить штуцер на кран с предварительно созданной резьбой, а затем натянуть отрезок шланга. Не рекомендуется использовать шланг длиной больше 100 мм.
После этого вам нужно вставить ядро насоса во второй конец шланга. С противоположной же стороны насосного ядра выполните подключение короткого шланга для отведения жидкости в канализацию.
Подключите шланг к основному отводу пластикового тройника, а затем запустите подсоединенный шланг в емкость с водой.
При этом к концу шланга необходимо присоединить аквариумный сифон для предотвращения затягивания земли в вакуумный агрегат.
В результате система будет работать в следующем порядке:
- вы открываете кран;
- в систему поступает вода;
- в шланге создается разрежение;
- вода откачивается из аквариума.
После того как необходимое количество жидкости будет откачано, вам останется перекрыть поступление жидкости при помощи крана и достать сифон из емкости.
Теперь вы имеете представление о порядке самостоятельного изготовления различных моделей вакуумных насосов. Полученная информация позволит вам сделать насос собственными силами и сэкономить достаточно существенную сумму на покупке готового устройства заводского изготовления.
Удачной работы!
Видео – Вакуумный насос своими руками
Вакуумный насос предназначен для разных сфер использования и специализируется на выкачке воздуха и других материалов из замкнутого пространства. Если ранее использование подобных устройств было сосредоточено исключительно в промышленных областях, то сегодня компрессор нашел свое предназначение и в бытовом направлении, также покажем вам видео во всех подробностях.
Прежде чем перейдем к непосредственной инструкции по изготовлению прибора, поближе познакомимся с характеристиками, которыми обладает вакуумный насос для откачки воздуха. Каждый мини ручной насос имеет массу разновидностей, но все они обладают индивидуальными качествами.
Каждая отдельная модель приспособления обладает основными характеристиками:
- номинальной скоростью откачивания воздуха из систем;
- ручной вакуумный насос обладает предварительным вакуумом, рабочим и конечным давлением;
- объем охлаждающей жидкости;
- есть конкретная степень энергопотребления;
- производительность вакуумного насоса.
Принцип работы мини компрессора выполняется строго так как предусматривает схема. При подключении механизма к сети происходит изменение объема рабочей камеры. За счет этого происходит увеличение показателя давления в сообщающихся сосудах. В различных установках имеется определенная модификация камер, за счет чего может меняться принцип работы, которым обладает устройство. Обычно функциональность приспособления похожа на набор воды при помощи шприца. В некоторых ситуациях подобное мелкогабаритное приспособление может работать для аквариума.
Виды вакуумных насосов, использующихся дома
На рынке различного оборудования встречается множество моделей, которые имеют конкретное назначение для применения в домашних условиях и особый принцип действия. Чтобы правильно выбрать установку, посмотрите видео к разделу и учтите соответствующие виды.
Важно! Делать выбор необходимо на основании конструкционных особенностей и типов насоса. Таким образом вы создадите себе комфортные условия
Роторный насос, оснащенный масляным герметиком
Подобное мини устройство обладает достаточно преимущественными качествами в отличие от аналогичных себе приспособлений. Роторный масляный агрегат за 60 минут способен откачивать до 1600 кубометров воздуха. Такой принцип функциональности для него оптимален и похож на метод шприца при наборе жидкости.
Основным рабочим механизмом вакуумного насоса является ротор, именно он и отвечает за создание вакуума в различных системах. Среди этих вариантов встречается двухступенчатый прибор. Благодаря двум ступеням, воздух попадает из одной камеры в другую, а затем подается на выходной коллектор. Как работает конструкция расскажет схема.
Безмасляный роторный насос
Мини установка сосредоточена в различных сферах домашнего хозяйства не редко работает для аквариума и холодильника. Для работы приспособления этой разновидности не требуется использования масла. Также это может быть двухступенчатый вариант
Недостаток такого насоса в том, что не может длительно использоваться, так как не имеет способности к самоохлаждению. В итоге хозяину приходится регулярно делать замену рабочих лопастей.
Кулачковый агрегат
Производительность, при которой работает данное устройство составляет порядка 500 кубометров воздуха за 1 час. Прибор приводит в действие вращение двух кулачков, которые и являются основными деталями в механизме. Подобные насосы работают «всухую», то есть не требуют добавления масел в двигатель, как и предыдущий роторный тип. Подобные установки часто приобретаются для аквариума, так как имеют характерный принцип действия. Предлагается подробная схема работы агрегата.
Водокольцевой прибор
Представляет собой мини компрессор с установленным кольцевым механизмом и за 60 минут выкачивает до 300 кубов воздуха. Установка отличается простотой конструкции и возможностями применения даже в самых загрязненных условиях.
Помпа признана первым изобретением среди всех вакуумных вариантов, однако за столько времени еще не вышло из пользования в быту. Чтобы агрегат исправно работал, необходима подача воды и большая потребность в электроэнергии.
Поршневой мини насос
Еще одна достаточно популярная модель вакуумного прибора, которая считается одной из компактных. Такие варианты часто применяются для домашнего аквариума, холодильника и других не масштабных целей.
Также здесь можно выделить то, что поршни прибора требуют частой замены, а также конструкция работает с большим уровнем шума. Но несмотря на это, его спасает достоинство: весьма внушительная производительность вакуумного насоса.
Автомобильный насос вакуумного типа
Установка автомобильного типа может использоваться для различных целей, в том числе и накачивании колес в дорожных условиях. Все что ей необходимо это электричество от машинного аккумулятора и принцип действия будет правильным.
На подобных установках присутствует специальный датчик давления, который помогает контролировать его показатель в определенных целях. Если требуются миниатюрные приспособления, их можно создать из обыкновенного медицинского шприца
Сооружаем конструкцию своими руками: алгоритм пошаговых действий
Внимание! Если сомневаетесь, что сможете запомнить, как расположены контакты, лучше сфотографируйте их положение, так как при малейших ошибках подключения самодельный вакуумный насос откажется работать.
Изобретение вакуумных насосов дало человеку возможность справляться с достаточно специфичными нетривиальными задачами. За довольно короткий период их произвели в огромных количествах. Сейчас вакуумные насосы чрезвычайно распространены и используются для решения огромного количества задач.
В данной статье будут рассмотрены устройства для откачки воздуха с помощью вакуума. Вы узнаете принцип их работы, особенности конструкции, а также познакомитесь с наиболее распространенными видами вакуумных насосов.
1 Особенности вакуумных насосов для откачки воздуха
Всё вакуумное оборудование, для более понятного ознакомления, имеет смысл рассматривать как некое подобие компрессоров, которые в процессе работы выполняют уменьшение атмосферного давления, а не нагнетают его.
Как вы знаете, повышение давления воздуха в замкнутом пространстве получается в результате его сжатия, в результате чего количество столкновений между молекулами за отдельно взятый промежуток времени растет, вакуум же – наоборот, получается в результате сведения числа столкновения молекул между собой к минимуму.
На практике, вакуум, посредством воздушно вакуумного насоса, создается в результате принудительного удаления молекул воздуха из герметичного пространства (рабочей камеры насосы).
Откачка воздуха из замкнутой среды приводит в результате увеличение его плотности (сжимания), и дальнейшего выброса к напорному патрубку, что приводит к уменьшению абсолютного давления оставшегося в системе воздуха. Как только давление в ней приближается к минимальным показателям атмосферного столбика, считается, что технический вакуум создан.
Интересной особенностью оборудования для создания вакуума, которую обязательно необходимо учитывать при его выборе, является то, что ни один насос для откачки воздуха не может изменить давление ограниченной системы, больше, чем на показатель номинального атмосферного давления воздуха.
А атмосферное давление, как известно, разнится в зависимости от конкретно взятого места (от температуры воздуха и высоты над уровнем моря, если быть точным). Что из этого следует на практике: оборудование, способное создавать разрежение давления в 730 мм ртутного столбца, при атмосферном давлении, допустим, 700 мм ртутного столба (возьмем для примера Читу).
Сможет обеспечить разрежение воздуха на: 730×700/760 = 672 мм.рт.ст. Взятый для расчета показатель 760 мм.рт.ст – это стандартное атмосферное давление при температуре в 15 градусов, на территории, находящейся на уровне моря.
То есть, при выборе насоса для откачки воздуха вам нужно знать номинальное давление на вашем рабочем месте, и производить подбор техники исходя из этого показателя – так как стоимость вакуумных насосов растет в прямом соотношении к их мощности, излишки которой, могут быть попросту не востребованными
1.1 Принцип работы вакуумных насосов
Главным отличием между ними является то, что вакуумный агрегат выполняет всасывание воздуха в герметичную систему, и последующее его удаление, при котором, давление воздуха на всасывающем патрубке обязательно меньше, чем существующее атмосферное давление, а при максимальных показателях вакуума оно вообще приближено к нулю.
Остальные отличие между воздушными вакуумными насосами и компрессорами следующие:
- Вакуумные агрегаты не могут создавать давление, разница которого с номинальным атмосферным давлением больше, чем 760 мм. рт. ст;
- Количество воздуха, который выкачивает из системы вакуумник, с каждым тактом откачки уменьшается, по мере уменьшения давления в замкнутой системе, в то время как компрессор обладает постоянной производительностью;
- Поскольку количество воздуха, при высоких показателях вакуума, которое проходит через насос минимальное – все тепло, которое выделяется во время работы насоса, рассеивается в середине корпуса агрегата, что делает его устойчивым к перегреву, в отличие от компрессора.
2 Виды и их отличия
Классификация вакуумных насосов осуществляется исходя из их конструктивных особенностей. Выделяют механические, струйные, сорбционные и магниторазрядные устройства.
Механические вакуумные агрегаты (наиболее распространенные в бытовом и мелком промышленном использовании насосы) делятся на такие группы:
2.1 Пластинчато-роторные устройства
К данной категории относится наиболее распространенный вид насосов для откачки воздуха – водокольцевые устройства , сжатие воздуха в которых выполняется посредством работы жидкостного кольца, которое приводится в работу движением лопаточного колеса.
Рабочая камера водокольцевого агрегата перед запуском должна заполняться жидкостью (обычной водой).
В движения рабочего колеса, вода лопастями отбрасывается к корпусу насоса, в результате чего между стенками корпуса, и рабочим колесом образовывается свободное от жидкости пространство, которое разграничивается лопастями колеса на ячейки, чей размер зависит от угла поворота колеса.
Когда рабочее колесо изменяет своё положение и размер ячеек увеличивается, они заполняются воздухом либо газом, который подводится через всасывающий патрубок насоса.
Изменение угла наклона при дальнейшем движении рабочего колеса провоцирует уменьшение размера ячеек, воздух в которых сжимается до тех пор, пока к ячейкам не подводится нагнетательный патрубок, в который и выталкивается сжатый воздух.
Механическое усилие для движения колеса в данных вакуумных насосах создается посредством электрического силового агрегата, на валу которого рабочее колесо закреплено с помощью муфтового соединения. Такие устройства не боятся перегрева привода, так как процесс откачки воздуха осуществляется с постоянным использованием жидкости, которая выполняет охлаждение двигателя.
Чтобы в результате теплообмена не происходило повышение температуры водяного кольца, в насос постоянно подается холодная жидкость. Отработанная вода, при этом, отводится через подсоединенный к нагнетательному патрубку шланг. Данная технология дает возможность откачивать не только воздух, но и разнообразные легковоспламеняющиеся газы.
Также существуют пластинчато-роторные насосы с масляным уплотнением. Такие агрегаты обладают корпусом цилиндрической формы, внутри которого вращается ротор с пластинчатыми пазами. В процессе откачки, движение ротора прижимает пластины к стенкам корпуса, вследствие чего происходит увеличения размера ячеек.
После всасывания воздуха ячейки уменьшаются, и воздух выталкивается в нагнетательный патрубок. Для смазки рабочей части, а также для уплотнения и дополнительной герметизации корпуса, в насос непрерывно подается масло.
2.2 Спиральные насосы
Спиральные агрегаты дают возможность получить вакуум без какой-либо дополнительной смазки. Они состоят из двух архимедовых спиралей, которые размещены со смещением в 180 градусов. Такое расположение спиралей делит рабочее пространство насоса на две разные по объему области.
Работа привода вызывает вращение спиралей по орбитальной траектории, при таком движении происходит поэтапное увеличение и уменьшение объема рабочих полостей, что провоцирует выдавливание воздуха из рабочей камеры к нагнетательному патрубку.
К достоинствам таких агрегатов относится высокий КПД, возможность создания высокого вакуума и отсутствие шума при работе. Такие насосы очень чувствительны к загрязнениям, поэтому им требуется качественный фильтр , так как даже минимальное загрязнение поверхностей трения сильно снижает эффективность работы насоса.
2.3 Винтовые агрегаты
Винтовые устройства для откачки воздуха внутри рабочей камеры имеют два ротора винтообразной формы, которые оборудованы разнонаправленной резьбой. Такие винты при вращательных движениях в замкнутом пространстве камеры формируют области, в которых выполняется сжатие, и транспортировка воздуха к нагнетательному патрубку.
Винтовые насосы способны создавать достаточно глубокий вакуум, при этом, она не требуют постоянной подачи воды, либо масляной смазки, что делает их одним из наиболее распространенных видов вакуумных насосов на промышленных предприятиях. Как и все сухие насосы, винтовые насосы нуждаются в максимально качественном уплотнении, и фильтрации откачиваемой среды.
2.4 Диафрагменные насосы
Принцип работы диафрагменных агрегатов для откачки воздуха заключается в поступательных движениях диафрагмы, посредством которых выполняется сжатие и выброс откачиваемой среды. Сама диафрагма расположена на вале привода, который двигает её параллельно всасывающему клапану.
Пространство, образовавшееся между диафрагмой и клапаном, называется камерой всасывания. Эта камера полностью изолирована от привода, что позволяет данному виду насосов нормально работать в самых агрессивных средах, с высоким количеством пыли и других механических загрязнений.
Однако такая технология обладает существенными недостатками, которые ограничивают среду её использования – диафрагменные насосы не могут обеспечить высокую скорость откачки воздуха, при этом качество вакуума, создаваемое такими агрегатами достаточно невысокое (при комбинировании нескольких стадий откачки предельное давление может быть понижено до 0.5 мБар).
Также существуют вакуумные насосы Рутса – это те же пластинчато-роторные устройства, оборудованные двумя, либо тремя роторами.
2.5 Особенности некоторых разновидностей
Каждая отдельно взятая группа вакуумных насосов обладает своими преимуществами, которые обуславливаются их принципом действия, особенностями конструкции, типа используемой жидкости, и множества других факторов.
К примеру, прастинчато-роторные агрегаты способы работать при высоких температурах, так как они обладают высокой устойчивостью к водяному пару, при этом, такие насосы имеют компактные размеры, высокую продуктивность откачки воздуха, и минимальное потребление электроэнергии.
Водокольцевые насосы считаются выносливыми агрегатами для самых тяжелых условий работы, которые способны осуществлять откачку загрязненного воздуха (специальный фильтр выполняет грубую очистку воздуха от пыли и основных механических загрязнений).
2.6 Пример действия простейшего вакуумного насоса (видео)
Вакуумные насосы получили широкое распространение в промышленности, и в повседневной жизни иногда требуется откачать воздух или неагрессивную жидкость. Однако откачкой мы пользуемся не столь часто, как закачкой, поэтому довольно дорогостоящие заводские образцы не всегда рентабельны. Поэтому можно воспользоваться тем, что всегда под рукой, и из обычного насоса вполне можно сделать вакуумный. Для этого не потребуется каких-то специальных навыков и умений, достаточно просто представлять себе принцип работы данного изделия.
Откачать воздух можно при помощи обычного насоса – автомобильного или велосипедного. Проще всего использовать именно ручной насос. Ножной тоже подойдет, но им будет сложнее пользоваться, так как переделанный насос будет работать по принципу поршня в шприце. И если рукоять ручного вам будет удобно вытягивать руками, то педаль ножного, возможно, перестанет подниматься с помощью одной пружины, и вам также придется ее растягивать вручную. Кстати, если откачка воздуха требуется из небольшого объема, то насос может заменить и большой шприц. Разберите ручной насос и найдите в нем манжету, переверните ее наоборот и соберите насос в обратном порядке. Таким образом, перевернутая манжета обеспечит втягивание воздуха по принципу поршня в шприце. Этот способ сгодится в случае, если не требуется создание глубокого вакуума.
Изготовление вакуумного насоса собственными руками поможет вам сэкономить несколько тысяч рублей. Работа эта не займет у вас много времени, не потребует никаких специальных навыков и может быть произведена практически из подручных материалов. В интернете существует множество вариантов изготовления ручных насосов для откачки воздуха и жидкости, эффективность которых достигает 80%.
