Вакуумное оборудование и его классификация

Наверняка для многих будет удивлением, что вакуумное оборудование на сегодняшний день участвует практически во всех сферах деятельности человека. Оно может применяться как на пищевых предприятиях, так и на заводах по переработке нефтепродуктов. Такое массовое использование основывается на удобстве эксплуатации вакуумного оборудования с технической стороны. И это вполне обоснованно, ведь современное производство просто невозможно представить без использования агрегатов, создающих вакуум и проводящих связанные с ним операции.

Что такое вакуумное оборудование

К такому типу устройств относится все оборудование, способное генерировать, обрабатывать или регулировать вакуумную среду в замкнутых объемах. Положительной особенностью вакуумного оборудования является его компактность при установке и относительно небольшие затраты, основная часть которых направлена лишь на покупку самих механизмов, обслуживание требует очень малых вложений. Чтобы полноценно понимать какое оборудование для чего необходимо, нужно подробно рассмотреть каждый его подвид. Но прежде чем перейти к описанию перечня механизмов, ниже приведены основные плюсы для предприятий и бытовых нужд, при эксплуатации вакуумных агрегатов:

• За счет возможности компоновать между собой разные типы оборудования, достигается максимальная эффективность и производительность, что автоматически ускоряет процессы производства и улучшает уровень комфорта человека;
• Снижается расход ресурсов на обеспечение производства того или иного материала;
• За счет затрат только лишь на закупку оборудования, происходит большая экономия бюджета предприятия;
• Благодаря качеству механизмов и самой сборки всех элементов оборудования, производитель гарантирует наивысшее качество функций, которые обеспечивает установленное оборудование;
• В отличие от старого типа производства, где для изготовления одной единицы продукта использовалось большое количество разных механизмов, комплексные системы вакуума потребляют гораздо меньше электроэнергии, что в промышленных масштабах существенно снижает расходы.

Вакуумная техника и оборудование

Из-за того, что в теперешнее время количество разных сфер производств и других типов организаций просто огромно, разновидность комплектующих механизмов для вакуумного оборудования также очень велико. Для более удобного и простого обзора существующих агрегатов, их классифицируют по группам, которые в свою очередь имеют множество подгрупп. Таким образом, на сегодняшний день используется следующее вакуумное оборудование:

• Вакуум насосы. Без этих механизмов просто невозможно организовать искусственную вакуумную среду. Да, выпускаются разные типы насосов, среди которых есть и маслоподкачивающие и агрегаты сухого типа, винтовые, водокольцевые, турбомолекулярные и т.д. Но вне зависимости от особенностей конструкции и типа воздействия, все они так или иначе способны генерировать вакуум, перекачку парогазовых смесей и т.п.;
• Арматура для вакуумных систем. Запорные клапаны, байпасные системы, фитинги, отводы, фланцы, натекатели, переходники и многое другое – это обязательные части любой вакуумной системы либо отдельного оборудования. Благодаря им происходит соединение между агрегатами, отвод или разделение нескольких типов газа в одной системе, блокировка функциональности всех либо одного элемента оборудования и прочее;
• Герметичные резервуары для нагнетания вакуума. Проще говоря это вакуумные камеры, в которых производятся разные манипуляции по обработке, обжигу, напылению, дегазации и прочих действий, необходимых для получения конкретного результата, при обработке того либо иного материала;
• Течеискатели и датчики. Это тип механизмов, которые предназначены для отслеживания, поиска, контроля, регулировки и подобных действий, связанных с образованием вакуума. Благодаря таким инструментам достигается максимальное качество разряжения воздуха и увеличивается эффективность всей работы вакуумного оборудования;
• Вакуумное масло. Существуют приборы, которые работают без смазки, но большинство оборудования все же требует смазывающие вещества. Это обусловлено тем, что сухие насосы не способны создавать сверхвысокий вакуум, а на некоторых предприятиях, где такой уровень разрежения необходим, технология производства позволяет использовать вакуумную технику, выбрасывающую маслянистые пары;
• Резиновые и металлические уплотнители. Иными словами – это прокладки, которые обеспечивают полную герметичность всех видов соединений, имеющихся на вакуумном оборудовании.

Далее будут более подробно описаны важные составные элементы вакуумных аппаратов.

Вакуумные насосы

Эти механизмы созданы с целью откачки парогазовых смесей, жидкости и сыпучих веществ, а также для создания требуемого уровня вакуума. В зависимости от способности нагнетать вакуум и типа самой конструкции насоса, существуют их разные модификации. Такие аппараты способны генерировать давление от 100 до 10^-12 Па. Степень вакуума вычисляется коэффициентом Кнудсена (Kn), который рассчитывается определением соотношения средней длины вольного зазора молекул газов, к линейному полезному значению размера элементов в вакуумной системе. Полезный размер – это расстояние промежутка от внутренних стенок рабочего объема насоса, внутреннее сечение вакуумных патрубков и расстояние между электродами устройства.

В зависимости от области применения, вакуум насос может создавать низкий, средний высокий и сверхвысокий вакуум. Действуют такие агрегаты как с помощью механического функционала, так и при помощи физико-химического процесса. Отталкиваясь от конструктивных особенностей устройства вакуумных насосов, они бывают следующих видов: пластинчато-роторные, Рутс, золотниковые, спиральные, магнито-разрядные, струйные, диффузионные, криогенные, винтовые, поршневые, водокольцевые и диафрагменные.

Вакуумные системы

Так называют совокупность определенного набора механизмов, соединенных в одну систему, чтобы в результате обеспечить конкретные потребности предприятия, где они будут устанавливаться. Системы призваны регулировать уровень давления, а также поддерживать его на определенной стадии. Главной их задачей является регулировка уровня давления и поддержание разрежения в нужном диапазоне сжатия. Любая вакуумная система составлена из элементов, роль каждого из которых заключается в самостоятельном решении определенной задачи. Таким образом, в совокупности получается многофункциональная машина, что обеспечивает нужными элементами любой тип производства. Основными частями, входящими в вакуумную систему, являются:

• Высоковакуумные затворы, которые служат защитным элементом в любой подобной системе. Их Работа состоит в автоматической блокировке функционирования отдельного элемента либо всей системы, в случае какой-то поломки либо утечки давления;
• Манометрический преобразователь. Создан для контроля за процессами перекачки, обтекания и вывода перерабатываемого газа либо воздуха. В стандартном исполнении преобразователь располагается на корпусе насоса либо возле механизма вакуумного затвора на выходе;
• Демпфер. Служит для создания вибрации, способствующей точному замеру показателей всей системы в процессе ее эксплуатации. Такие устройства монтируют, в основном, на турбомолекулярные и криогенные типы насосов;
• Ловушка для сбора осадков. Такие приспособления не могут отфильтровать летучие фракции, но благодаря азотному охлаждению легко справляются с отбором крупных частиц. В случае оснащения ловушки водяным охлаждением, ее главная цель – это сбор конденсирующихся паров из рабочей жидкости системы;
• Форвакуумный насос. Предназначен для вакуумных агрегатов, которые самостоятельно не способны создать высокий уровень вакуума. Их подключают последовательно перед основными насосами. В процессе замера показателей системы, форвакуумный насос обычно отключают, из-за того, что он создает помехи для датчиков;
• Форвакуумный клапан. Используется в оборудовании, в состав которого входит диффузионный насос. Форвакуумный клапан обеспечивает стабилизацию создания предварительного разрешения диффузионным насосом;
• Тепловой манометр-преобразователь для диффузионного насоса. Создан для контроля над давлением, имеющимся при выходе из насоса;
• Ревизионные отводы для подключения течеискателей;
• Форвакуумная ловушка. Служит в качестве фильтра, блокирующего попадание масляных включений в вакуум, при обратной тяге;
• Защитный кожух. Создает безопасную область для криогенных насосов, чтобы высокая температура внутри рабочей камерой не снижала продуктивность этих насосов.

Вакуумные печи

Еще один очень популярный вид вакуумного оборудования, который предназначен для осуществления термообработки в вакууме без применения окислительных веществ. Такие приборы являются универсальными за счет возможности проводить в них любой тип термической обработки материалов. Наиболее распространенными операциями, которые производятся в вакуумной печи являются: цементация, карбоновое покрытие любых поверхностей, обжимка деталей, вакуумная пайка, плазменное гидрирование, обжиг керамики, дегазация смол и металлов, плавка и отпуск.

Положительные аспекты, которые создает термообработка:

• Неизменно высокое качество, вне зависимости от количества циклов;
• После обработки получается однородная структура по всему сечению материала;
• Предание повышенной прочности разного рода сплавам;
• Минимизация искривления и деформации вещества, которое проходит обработку внутри печи;
• После термообработки поверхность получается чистой и гладкой.

Вакуумная арматура

Это специальные дополнительные детали, которые участвуют в вакуумном оборудовании, если абсолютное давление в системе ниже 0,1 мПа. Наиболее распространенными элементами вакуумной арматуры являются: регулировочный и запорный вентиль, блокирующий и отсекающий затвор, игольчатые и клапанные натекатели, электрический ввод, визирное окно, разного рода толкатели и т.д.

Вне зависимости от вида арматуры она должна обладать максимальной степенью герметичности, которую обеспечивает вакуумная резина в виде уплотнителей.

Вакуумметры

Представляют собой измерительные приборы, которые разнятся друг от друга в зависимости от конкретной задачи. В силу важности проведения замеров в вакуумной среде, эти приборы широко применяются в строительной, морской, автомобильной и производственной сферах.