Промышленные вакуумные системы и станции успешно используются во многих сферах жизнедеятельности человека. Качественная и безопасная эксплуатация достигается только с условием строгого соблюдения техники безопасности и понимания принципа работы этих устройств.
Содержание
- Правила работы с вакуумными системами
- Вакуумная система с водокольцевым насосом
- Проектирование вакуумных систем
- Вакуумные системы дегазации
- Системы вакуумного прессования
- Система вакуумной фильтрации
- Течеискатели вакуумных систем
- Проверка герметичности вакуумных систем
Правила работы с вакуумными системами
Правила работы с вакуумными системами
В отношении сотрудников предприятия, занятых обслуживанием вакуумного оборудования, действуют единые правила работы с вакуумными системами и инструкция по охране труда, предусматривающая основные требования:
- Общие.
- Перед началом работ.
- Во время работ.
- При аварийных ситуациях.
- По окончании работ.
- Содержащие пункт «Заключительные положения».
Вакуумная система с водокольцевым насосом
Вакуумные транспортные системы, предназначенные для откачки водяных паров и агрессивной среды. Относятся к агрегатам объёмного типа, рабочая полость которых уплотняется жидкостью. Неприхотливы к парам и инородным смесям ставит его в выгодное положение так как аппарат является универсальным, способным решить множественные задачи получения вакуума.
Вакуумная система с водокольцевым насосом
Величина предельного остаточного давления зависит от давления насыщенного пара жидкости, которая залита в насос. При использовании обычной воды уровень вакуума будет находиться в диапазоне 33-х мБар.
Подъёмные вакуумные системы с водокольцевым насосом поставляются в нескольких вариациях, применяющихся для создания прямых потоков, частичной или полной рециркуляции. Для работы с системами частичной или полной рециркуляции используются насосные станции стандартного исполнения. Детали проточной части изготавливаются из нержавеющей стали, вне зависимости от материала остальных составляющих агрегата.
- Классифицируются на 2 группы:
- Одноступенчатые (AWS).
Двухступенчатые (AWD) с показателем производительности от 200 до 37 500 м3/ч и уровнем вакуума до 30 мбар.
Вакуумные системы с водокольцевым насосным оборудованием становятся идеальным решением для использования в специальных условиях работы:
- Высокая влажность.
- Загрязнённость.
- Повышенная загруженность объёмами работы.
Используются в различных отраслях:
- Горнодобывающей.
- Автомобилестроении.
- Производстве строительных материалов (кирпич, цемент).
- Химической, текстильной, нефтегазовой отраслях.
- Металлообработке.
- Нефтеперерабатывающей промышленности.
- Электроснабжении и коммунальном хозяйстве.
Проектирование вакуумных систем
Проектирование вакуумных систем
Проектирование вакуумных систем происходит в 2 этапа:
- Составление проектного расчета на этапе которого определяется тип насоса, размер, коммутирующие элементы и ориентировочные размеры трубопровода.
- Разработка поверочного расчета с уточнением характеристик всех составляющих элементов и определённого времени достижения рабочего давления.
Выполняется проектный расчет в следующей последовательности:
- Выбор вакуумной схемы.
- Расчет количества газов, поступающих в вакуумную систему.
- Выбор насосов (основного и вспомогательного).
- Определение принципиальной вакуумной схемы.
Подготовка поверочного проекта осуществляется путём проведения расчётов:
- Проводимости вакуумной системы.
- Эффективной быстроты откачки и давления в рабочей камере.
Вакуумные системы дегазации
Вакуумные системы дегазации
Принцип организации вакуумной системы дегазации зависит от способа очистки. В качестве примера будут представлены 3 способа дегазации стали:
- При использовании камерного метода очистки система комплектуется объёмным, герметично закрывающимся ковшом. Внутри него - очищаемые вещество (сталь). Ёмкость, соединённая с вакуумным насосом магистралью, оснащена бункером для отбора ферросплавов. Помпа, нагнетает давление 0,267-0,667 кПа, достаточное для закипания металла. Это свидетельствует о начале процесса дегазации. Продолжительность зависит от объёма стали, температуры в ёмкости, обычно это 10-20 мин. По завершении чистки, крышка ёмкости открывается, а сталь перемещается в разливочный цех.
- Система вакуумной дегазации по циркуляционному принципу осуществляется с использованием герметично закрывающейся камеры, установленной на ёмкости со сталью, двух трубопроводов (всасывающего и сливного), бункера для ферросплавов, вакуумного насоса. Чистка осуществляется с использованием транспортирующего газа – аргона. При попадании в кипящую сталь он образует мелкие пузырьки, которые поднимаются по трубопроводу и попадают в камеру с откачанным воздухом. Здесь происходит вакуумирование металла и стекание по второй трубке в подготовленную ёмкость.
- Третий способ, поточной дегазации стали применяют при непрерывном движении расплавленного металла. Разливочный ковш устанавливается на вакуумную камеру, соединённую с промежуточным ковшом трубопроводом. Из него сталь перекачивается в кристаллизатор, откуда выходит в виде очищенного слитка.
Принцип работы систем вакуумной дегазации одинаковый, но в отдельных нюансах могут быть отличия в зависимости от физико-химических свойств очищаемого вещества.
Системы вакуумного прессования
Системы вакуумного прессования
Мебельные предприятия – главные потребители систем вакуумного прессования, предназначенных для изготовления гнутых и прямолинейных мебельных фасадов. Комплектация устройства состоит из:
- Пластинчато-роторного вакуумного насоса.
- Вакуумметра.
- Соединяется конструкция с мешком для прессования или мембранно вакуумным прессом (в зависимости от модели).
Принцип работы разных модификаций идентичен:
- Нарезанные заготовки укладываются в мешок или под мембранную поверхность станка.
- Сверху настилается плёнка МДФ.
- Запускается вакуумный насос, откачивающий воздух из герметичной камеры или мешка.
- Под воздействием вакуума и высокой температуры, создаваемой термомодулем (при наличии в комплектации), происходит качественное приклеивание.
Промышленные вакуумные прессы имеют полностью автоматизированную систему, минимизирующую вмешательство человека. Отличаются высокой производительностью и способностью непрерывной работы, что обеспечивает высокие показатели выработки.
Система вакуумной фильтрации
Система вакуумной фильтрации
Принцип работы и комплектующие системы вакуумной фильтрации удобнее рассмотреть на примере очистки воды, предназначенной для микробиологического анализа:
- Функционал первого способа самый простой. Заключается в последовательно соединённых воронках из нержавеющей стали. В объединяющем их трубопроводе установлены мембранные фильтры D 35 или 47 мм. Процесс начинается после запуска вакуумного насоса, выдавливающего жидкость из одной ёмкости в другую. Проходя через фильтры, осадок оседает, пропуская только очищенную воду. Работа системы контролируется вакуумметром.
- Вторая методика предполагает подключение водоструйного вакуумного насоса к центральному водопроводу. Особенность способа в наличии давления воды не менее 0,22 Мпа (2,2 Бар) и её высоким расходом (около 15-20 л/мин.). Фильтрат сливается в канализацию.
- Третий способ фильтрации воды для микробиологического анализа – использование системы с мембранным вакуумным насосом и ресивером (колбой Бензена). Является самым продуктивным методом, так как не требует постоянной подачи фильтрата для охлаждения насоса, не подключается к канализации и не использует ёмкость для слива фильтрата.
Течеискатели вакуумных систем
Течеискатели вакуумных систем
Существует несколько способов обнаружения течи, но методика, построенная на базе масс-спектрических гелиевых течеискателей, является наиболее простой и популярной. Основной узел системы – это течеискатель, оснащённый форвакуумным сухим спиральным или пластинчато-роторным маслозаполненным насосом, соединённым с другими элементами:
- Проводным или беспроводным пультом управления, обеспечивающим качественный сигнал на расстояние до 100 м.
- Пистолетом для обдува с гибким шлангом.
- Системой частичного тока.
- Блоком управления с программным обеспечением дляWindows.
- Гелиевым щупом.
- Сменными ионными источниками.
- Калибровочными гелиевыми и ввинчиваемыми контрольными течами.
Использование вакуумного способа позволяет обнаружить локальную течь или выявить степень не герметичности объекта в целом. Активно применяется в таких областях:
- Аэрокосмической, химической, полупроводниковой и электронной промышленностях.
- Медицинской технике.
- Микроэлектронике.
- Синхротронных товарах.
- Аналитических приборах.
- Лазерном оборудовании.
- Системах для получения газов высокой чистоты.
- Контроле качества изготовления деталей и сборок.
- Научных исследованиях.
Проверка герметичности вакуумных систем
Проверка герметичности вакуумных систем
Наибольшая вероятность образования негерметичных участков наблюдается в соединительных фланцах и клапанах для вакуумных систем. Поверка и выявление течи выполняется следующим образом:
- Тестируемый объект откачивается до давления, позволяющего запустить спектометр.
- Место вероятной течи продувается тонким потоком гелия или другого газа.
- При попадании на негерметичный участок гелий проникает внутрь системы и обнаруживается масс-спектрометром.
- Сигнал передаётся на пульт управления, где обрабатывается и выводится в виде цифровой величины.
Данная методика позволяет быстро выявить размер и расположение течи. При проверке герметичности всего объекта он помещается в специальную камеру, наполняемую тестовым газом. Дальнейшие действия происходят по аналогичному принципу.
