Вакуумные насосы зарекомендовали себя как чрезвычайно надежное оборудование, с низким энергопотреблением и инвестиционными затратами. Тем не менее, вакуумное оборудование и техника имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбрать то или иное оборудование может быть довольно непросто. В данной статье рассмотрим и сравним основные типы вакуумных насосов, узнаем их сильные и слабые стороны.
Типы вакуумных насосов
Всё вакуумное оборудование и техника делится на типы. Так, например, сегодня существует три основных типа вакуумных насосов, которые обычно используются для работы:
- пластинчато-роторные (RVP);
- винтовые (SP);
- жидкостные (LRVP).
Все три типа являются поршневыми насосами прямого вытеснения. Далее рассмотрим подробнее каждый и типов:
Роторно-пластинчатый насос.
Пластинчато-роторный насос работает за счет поступления газа через впускное отверстие. Затем газ улавливается в камере, образованной эксцентрично установленными роторами (называемыми лопастями), которые затем сжимают газ перед тем, как выпустить его через выпускной клапан. Лопатки могут увеличиваться или уменьшаться в длине, чтобы всегда соответствовать краю цилиндрической камеры. Выпускной клапан подпружинен и выпускает газ, когда давление внутри превышает атмосферное. Для уплотнения и охлаждения лопастей в насосе в качестве смазки используется масло. Давление/вакуум, которые могут быть достигнуты с помощью пластинчато-роторного насоса, зависит от количества используемых ступеней и их допусков.
Преимущества:
- более прочный, чем винтовой насос, что снижает затраты на техническое обслуживание с течением времени, чем винтовой насос. Часто может эксплуатироваться очень долго (10-15 лет), прежде чем действительно потребуется капитальный ремонт;
- в большинстве случаев может быть отремонтирован на месте в случае поломки, и таким образом VRU может быстро вернуться в работу;
- значительно дешевле, чем винтовой насос (примерно такой же, как жидкостный кольцевой насос).
- намного более низкое энергопотребление, чем у жидкостного кольцевого насоса (примерно такое же, как у винтового насоса);
- может достичь более низкого вакуума, чем у жидкостного кольцевого насоса (20 мбар), что устраняет необходимость в бустере при нормальной работе.
Недостатки:
- более высокая стоимость запасных частей (замена масла и фильтров каждые 2000 часов работы), чем у винтового насоса (только замена фильтра, такой же интервал);
- низкое расчетное давление из-за материала маслоотделителя - разрывная мембрана необходима для защиты от взрыва;
- проблемы с низкой температурой из-за увеличения вязкости масла, однако, это легко решается с помощью обогрева и изоляции;
- ограниченный диапазон производительности по сравнению с жидкостными кольцевыми насосами.
2.Винтовой насос
Винтовые насосы, используемые для работы ВРУ, работают с использованием двух винтовых роторов, которые вращаются в противоположных направлениях. Это улавливает газ между цилиндром и шнековыми камерами и транспортирует его к газовыпускному отверстию.
Преимущества:
- более низкая стоимость запасных частей (только замена фильтра каждые 2000 часов работы) по сравнению с пластинчато-роторным насосом (также требуется замена масла);
- может достичь более низкого вакуума, чем у жидкостного кольцевого насоса (20 мбар), что устраняет необходимость в бустере при нормальной работе;
- иногда требуется заказчиком из-за более низкого энергопотребления (на бумаге) и стоимости обслуживания / запасных частей (на бумаге);
- намного более низкое энергопотребление, чем у жидкостного кольцевого насоса. Имеет меньшее энергопотребление, чем пластинчато-роторный насос на бумаге, но в реальных условиях эксплуатации потребляемая мощность винтового и пластинчато-роторного насоса примерно одинакова;
- высокое расчетное давление по сравнению с пластинчато-роторным насосом, так как не требуется маслоотделитель. Это устраняет необходимость использования разрывных мембран в качестве взрывозащиты;
- низкие затраты на техническое обслуживание при правильной эксплуатации, но это часто не так из-за очень хрупкой системы.
Недостатки:
- деликатен для правильной работы и очень чувствителен к неправильной работе. Это очень часто приводит к высокой стоимости обслуживания;
- не подлежит ремонту на месте, но необходимо доставить в официальную мастерскую. Это делает ремонт более дорогостоящим и приводит к более длительному простою VRU;
- имеет проблемы с низкой температурой из-за очень узкого диапазона размеров винта по сравнению с корпусом. Низкие температуры приводят к усадке корпуса по сравнению с винтом, что приведет к повреждению насоса при эксплуатации;
- значительно дороже, чем пластинчато-роторные и жидкостно-кольцевые насосы;
- ограниченный диапазон производительности по сравнению с жидкостными кольцевыми насосами.
- Жидкостный кольцевой насос
Жидкостно-кольцевой насос сжимает газ, вращая лопастное рабочее колесо, эксцентрично расположенное внутри цилиндрического корпуса. Жидкость (смесь гликоля с водой используется путем холодной сорбции) подается в насос, и благодаря центробежному ускорению эта жидкость образует движущееся цилиндрическое кольцо на внутренней стороне корпуса.
Преимущества:
- значительно дешевле винтового насоса (примерно как пластинчато-роторный насос;
- устойчив к пыли, металлическим частям и большинству других физических «загрязнений» системы;
- низкая стоимость запчастей. Требуется лишь небольшая доливка гликоля с течением времени и каждые пару лет. Никаких фильтров не требуется;
- низкая стоимость обслуживания благодаря высокой прочности;
- широкий диапазон производительности (до> 20 000 м 3 / ч), что приводит к меньшей занимаемой площади по сравнению с пластинчато-роторными и винтовыми насосами для блоков VRU большой производительности;
- может изготавливаться из самых разных материалов и уплотнений - это невозможно с пластинчато-роторным или винтовым насосом, если этого желает заказчик или если этого требуют особые условия.
Недостатки:
- намного больше потребление энергии, чем у пластинчато-роторного и винтового насоса;
- невозможно достичь такого низкого вакуума, как пластинчато-роторный и винтовой насос ( 100 мбар). Это означает, что необходим бустер, если нам нужно гарантировать выбросы 150 мг / Нм 3;
- требуется уплотнительная среда, которая усложняет систему.
Из-за более высокой прочности и более низких инвестиционных затрат на пластинчато-роторный насос по сравнению с винтовым насосом и меньшего энергопотребления по сравнению с жидкостным кольцевым насосом, пластинчато-роторный насос является предпочтительным насосом для обычных VRU с охлаждающей сорбцией. Однако особые обстоятельства могут сделать другой выбор насосов более выгодным в зависимости от конкретного случая, и иногда у клиентов есть особые пожелания к выбору насосов.