Vakuumsūknis, ierīce, kuras darbības princips tiks aprakstīts tālāk, ir iekārta, ko izmanto, lai sūknētu un noņemtu tvaikus vai gāzes līdz iepriekš noteiktam spiediena līmenim. Pēdējo sauc arī par santehnikas vakuumu.
Vakuuma tehnoloģijas attīstība sākas 1643. gadā. Toreiz pirmo reizi tika mērīts atmosfēras spiediens. 19. gadsimta otrajā pusē cilvēce nonāca vakuuma iekārtu un ierīču radīšanas tehnoloģiskajā stadijā. Tas bija saistīts ar dzīvsudraba virzuļsūkņa parādīšanos, kas notika 1862. gadā.
Darba princips
Vakuumsūkņa darbības princips ir tāds, ka sūknēšana tiek nodrošināta, mainot darba kameras tilpumu. Šādus tilpuma sūkņus izmanto, lai iegūtu iepriekšēju izlādi, ko sauc par priekšējo vakuumu. Tajos ietilpst sūkņi:
- rotācijas;
- šķidrais gredzens;
- abpusēji.
Populārākie vakuuma tehnoloģijās ir rotācijas sūkņi. Jamēs runājam par augsta vakuuma sūkņiem, tad tajos jāiekļauj turbomolekulārie, tvaika strūklas un tvaika eļļas sūkņi. Molekulārie sūkņi tiek ražoti, pārvietojot gāzes molekulas no cietas, tvaiku vai šķidras virsmas, no kurām pēdējā kustas lielā ātrumā.
Tie ietver ežektoru, ūdens strūklu, difūziju, molekulārās ierīces ar vienādu virsmu un gāzes molekulu kustības virzienu. Tajā pašā klasē ietilpst turbomolekulārie agregāti, kuros ievadītās gāzes cieto virsmu kustība notiek savstarpēji perpendikulāri.
Papildus par darba iezīmēm
Ja jūs interesē vakuumsūkņa darbības princips, jums vajadzētu iepazīties ar šo tēmu sīkāk. Šis process nav tik vienkāršs, kā varētu šķist no pirmā acu uzmetiena. Ir jāsāk ar to, ka tādu mezglu iekšējās struktūras analīze, kas rada vakuumu, liecina, ka gandrīz visas šāda veida ierīces darbojas pēc pārvietošanas principa, ko var salīdzināt ar pozitīvā darba tilpuma sūkņu principu. Tos izmanto, lai izsūknētu dažādu maisījumu un ūdens sadalīšanās produktus.
Radītais vakuums vai drīzāk tā vērtība ir atkarīga no telpas blīvuma, kas rodas sūkņa mehānismu darbības dēļ, starp tiem jāizceļ:
- riteņi;
- īpaši ieliktņi;
- spoles.
Vakuumsūkņa darbības princips ir tāds, ka iekārtai ir jāatbilst diviem nosacījumiem, no kuriem pirmais ir izteiktsspiediena pazemināšanās slēgtā telpā, bet otrais sastāv no iepriekšējā nosacījuma izpildes uz noteiktu laiku. Tomēr ir svarīgi saglabāt nosacījumu secību.
Kad iekārta uzņem gāzes vidi un spiediens netiek samazināts līdz vēlamajai vērtībai, būs jāizmanto priekševakuuma aparāts. Tas savukārt samazinās gāzveida vides spiedienu. Šis princips paredz sūkņu sērijas savienojuma iespēju.
Vakuumsūkņa darbības principā jāiekļauj vakuuma eļļas izmantošana, kas novērš gāzes noplūdi caur berzes detaļu spraugām. Pateicoties eļļas izmantošanai, ir iespējams noblīvēt un pilnībā aizvērt spraugas. Šī eļļa darbojas kā lieliska smērviela.
Roots sūkņa ierīce
Rotācijas vakuumsūkņa darbības princips tika aprakstīts iepriekš, bet informāciju par tā ierīci varat atrast šajā sadaļā. Šos sūkņus var klasificēt kā pozitīva darba tilpuma rotācijas vakuumsūkņus, kas darbojas sausā stāvoklī. Starp galvenajām aprīkojuma sastāvdaļām ir jāizceļ:
- dzinējs;
- outlet;
- labirinta blīves;
- apvada vārsts;
- eļļas līmeņa indikators;
- fiksēts gultnis;
- vaļīgs gultnis;
- sūkšanas kamera;
- eļļas izvads;
- izplūdes kanāls.
Vārpstas gultņi atrodas uz divām sānu virsmāmrotors. Lai nodrošinātu nevienmērīgu termisko izplešanos starp virzuli un korpusu, tie ir veidoti kā fiksēti gultņi un blīvēšanas iekšējie gredzeni dažādās pusēs. Gultņi tiek apstrādāti ar eļļu, kas tiek iesmidzināta no dubļusargiem. Piedziņas vārpsta ir izvilkta un izolēta ar radiatora vārpstas gredzeniem.
Gredzeni ir izgatavoti no FKM un pēc tam ieeļļoti ar blīvējuma eļļu. Gredzeni, kas atrodas uz piedurknes, ir nepieciešami, lai aizsargātu vārpstu, starp citu, tos vajadzības gadījumā var nomainīt. Ja ir nepieciešams hermētisks blīvējums no ārpuses, iekārtu var vadīt, izmantojot sajūgu ar kausu un magnētiem.
VVN un kā tas darbojas
Arī VVN vakuumsūkņa darbības princips ir balstīts uz vides radīšanu tvaiku un gāzu iesūkšanai. Šādu ierīču galvenā vienība ir apaļa cilindra, kurā ir rotors ar asmeņiem. Kad rotors sāk griezties, ūdens centrbēdzes spēka ietekmē tiek nospiests pret trumuļa sienām. Tā rezultātā veidojas gredzens.
Rotors atrodas prom no centra, pateicoties tam, zem tā veidojas dobums, kas sadalīts dažāda tilpuma šūnās. Kad šūna atrodas dobuma malā, tai ir mazs tilpums, ko sauc par sūkšanas logu. Tomēr rotācijas laikā apjoms palielinās, un šajā stāvoklī gāze tiek iesūkta. Skaļums kļūst maksimāls, un rotors veic vēl vienu apli. No tā ir skaidrs, ka darbības princips šajā gadījumā ir balstīts uzcentrbēdzes spēks.
Vakuumsūkņa darbības princips motoram
Autobraucēju var interesēt dīzeļdegvielas vakuumsūkņa darbības princips. Salīdzinot ar benzīna dzinējiem, kur ir droseļvārsts un iespēja radīt vakuumu lietošanai ar dažādiem mērķiem, dīzeļdzinējam nav droseles, kā arī iepriekš aprakstītās iespējas. Tāpēc dīzeļdzinējos vakuuma radīšanai izmanto sūkni. To papildina ekscentriski uzstādīts rotors ar kustīgu plastmasas lāpstiņu, kas sadala dobumu divās daļās.
Papildu nianses
Kad rotors griežas un lāpstiņa tajā kustas, vienas dobuma daļas apjoms palielinās, bet otras daļas apjoms samazinās. Gaisa ieplūde no vakuuma sistēmas notiek vienā sūkšanas pusē, un pēc tam gaiss tiek izspiests pa kanālu.
To izmanto, lai atdzesētu konstrukcijas komponentus. Eļļa tiek piegādāta caur kanālu, iet gar cilindra galvu un pēc tam nonāk sūknī. Eļļu izmanto ne tikai eļļošanai, bet arī asmens blīvēšanai darba dobumā. Piedziņa tiek veikta no kloķvārpstas un sadales vārpstas, otrajā gadījumā sūknis tiek apvienots ar sistēmas degvielas uzpildes sūkni.
Ūdens sūkņa princips
Vakuuma ūdens sūkņa darbības princips ir processpārvietošanās. Darbības laikā ūdens tiek izsūknēts, mainot darba kameras parametrus. Vakuuma tilpums ir saistīts ar darba telpas hermētiskuma līmeni, kas ir regulējams, kas ļauj samazināt vai palielināt spiedienu noteiktā vietā līdz vēlamajai vērtībai.
Ūdens vakuumsūknis, kura darbības princips var interesēt patērētāju, parasti ir cilindriskas formas. Iekšpusē ir lāpstiņritenis vai vārpsta ar riteni, kuram ir speciāli asmeņi. Darbrats darbojas kā galvenais elements. Ritenis griežas korpusā, kas ir piepildīts ar darba šķidrumu. Rotācijas kustību rezultātā asmeņi uztver ūdeni, kas izplatās gar sienām. Pastāv centrbēdzes spēks, kas provocē gredzena parādīšanos no šķidruma. Iekšpusē veidojas brīva telpa, ko sauc par vakuumu.
Vakuumsūkņa funkcijas
Vakuuma ūdens sūkņiem ir noteiktas funkcijas, starp kurām jāizceļ:
- zems troksnis un vibrācija;
- augsta veiktspēja;
- augsta konstrukcijas izturība;
- laba ūdens padeve un sūknēšanas ātrums;
- augsts sākuma spiediens;
- ilgtspējīgs.
Papildu atšķirīga iezīme ir izotermiskais blīvējums. Ierīce lieliski tiek galā ar gāzu un tvaiku sūknēšanu, kā arī spēj izvadīt šķidrumus, to darot vienlaikus. Diezgan bieži šādām iekārtām ir iebūvēts netīrumu atdalītājs.
Rotācijas lāpstiņu sūkņa darbības princips
Rotācijas lāpstiņas vakuumsūkņi, kas darbojas pēc pārvietošanas principa, ir ar eļļu noslēgtas iekārtas. Sistēma sastāv no:
- case;
- asmeņi;
- rotors ārpus centra;
- ieeja un izeja.
Eļļas blīvējums ir uzstādīts uz izplūdes vārsta, kas ir veidots kā vakuuma pārspiediena vārsts. Darbības laikā tas ir atvērtā stāvoklī. Darba kamera atrodas korpusa iekšpusē, un rotora lāpstiņas sadala kameru divos nodalījumos, kas atšķiras pēc tilpuma. Tiklīdz ierīce tiks ieslēgta, gāze ieplūdīs izplešanās kamerā, līdz to bloķēs otrais asmens.
Kas vēl būtu jāzina par rotācijas sūkņa darbību
Iekšējā gāze tiek saspiesta, līdz tiek atvērts spiediena samazināšanas vārsts. Ja tiek izmantots gāzes balasts, tiek atvērta ārēja atvere, caur kuru gāze tiek izlaista sūkšanas kamerā, kas atrodas priekšpusē. Šādai iekārtai ir otrs nosaukums - eļļas vakuumsūknis, šīs ierīces darbības princips ir aprakstīts iepriekš. Eļļa darbojas kā darba šķidrums, kas veic vairākas funkcijas. Tas ieeļļo kustīgās daļas un aizpilda vietu zem izplūdes vārsta. Piepildīts ar eļļu un šauras spraugas starp izeju un ieeju. Darba šķidrums noblīvē spraugu starp darba kameru un asmeņiem, nodrošinot optimālu temperatūras līdzsvaru, izmantojot siltuma apmaiņu.
Secinājums
Vakuumsūkņus var klasificēt arī pēc fizikāliem principiemdarbs pie gāzes saistīšanas un transportēšanas. Pēdējie transportē daļiņas vai darba tilpumu. Daži vakuuma sūkņu veidi uzņemas pārnestās vielas molekulāro plūsmu, citi - lamināro. Ja runājam par mehāniskajiem sūkņiem, tad tos var iedalīt molekulārajos un tilpuma sūkņos.
