Безмасляные пластинчато-роторные вакуумные насосы

Подумайте для начале не о бренде, а о четырёх пунктах − по опыту наших клиентов решают именно они:

1. Габариты и присоединительные размеры. Чаще всего безмасляный насос встаёт на место старого, внутрь фасовочной или формовочной машины. Патрубок и посадочные размеры важны.

2. Рабочая точка. 100 мбар в каталоге − это предел на закрытый патрубок. Если вам нужно держать 200–300 мбар при постоянном подсосе, считайте по расходу, а не по глубине.

3. Лопатки: ресурс и цена комплекта. Это единственный расходник безмасляного насоса, но он обязательный. Спросите цену комплекта до покупки, так как у европейских линеек она бывает сопоставима с ценой китайского насоса целиком.

4. Режим работы. Смена по 8 часов или круглосуточно − от этого зависит, окупится ли линейка с увеличенным ресурсом лопаток.

Если нужен рабочий насос без переплаты − Vetlan LT или Stairs Vacuum ROV. Моноблоки до 40 м³/ч, остаточное давление 100–150 мбар, встроенные фильтры на входе и выходе. Старшие модели (от ROV-16 и LT 0025) идут в звукопоглощающем кожухе и с клапаном регулировки вакуума.

Если насос работает в несколько смен подряд и задержки на производстве вам точно не нужны − Zenova PRO Avior. Линейка сделана по немецкой схеме: размеры повторяют привычные европейские, двигатели IE3, класс изоляции F, IP55, гарантия 24 месяца против стандартных 12. Заявленный ресурс − не менее 20 000 часов до планового обслуживания вместо обычных 5 000. Расход от 7,5 до 351 м³/ч, остаточное давление от 100 мбар.

Если нужна высокая производительность за разумные деньги − Zenova BV: 60–140 м³/ч, 200 мбар, гарантия 18 месяцев. Ресурс лопаток здесь скромнее, 6–8 тысяч часов − это плата за цену при такой производительности.

Если важно обслуживать насос и двигатель по отдельности − Vetlan LXV на раме. Единственная линейка в каталоге, где двигатель снимается отдельно от насоса. Минус на виду: остаточное давление 250 мбар против 100–150 у моноблоков. Для присосок и прижима этого хватает, для термоформовки уже нет.

Если нужен максимальный ресурс лопаток − Becker VT и VX (Германия). VT − стандартная линейка, VX − версия с увеличенным сроком службы пластин: не менее 20 000 часов, на практике 20–40 тысяч. Производительность до 495 м³/ч. Сроки поставки могут быть увеличены.

Не уверены в выборе, напишите нам. Подберём модель по вашей рабочей точке и габаритам.

Все цены приведены условно и могут меняться в зависимости от изменения курсов валют. Актуальные цены смотрите на сайте.

Ничем. Это одно и то же: «сухими» их называют потому, что масло не используется ни как уплотнитель, ни как смазка. В каталоге вы встретите оба названия − линейка Vetlan LT подписана «сухие», Avior и Becker «безмасляные».

Сухие пластинчато-роторные насосы имеют в целом тот же самый принцип действия, что и насосы с масляной смазкой. В них также используется эксцентрично установленный ротор с пластинками, способными свободно скользить в пазах. 

Анимация 1: принцип работы пластинчато-роторного насоса. Красная область − зона сжатия. Синяя − разрежение.

Однако, есть некоторые отличия. В сухих насосах не используется масло ни для уплотнения зазора между лопатками и корпусом, ни для смазки движущихся частей, ни для охлаждения. Поэтому лопатки сухих насосов изготавливаются не из металла, а из графитового композита. Графит создает намного меньше трения по сравнению с металлом, поэтому не требует сильного охлаждения. Кроме того, графитовые лопатки быстро притираются к поверхности, по которой скользят, обеспечивая хорошую герметизацию зазоров между корпусом и лопатками. 

Конструкция от этого проще. Нет ни масляного сепаратора, ни масляных каналов. Зато выше требования к обработке поверхностей: уплотнять зазор нечем, кроме точности изготовления.

И главное, что из этого следует для эксплуатации: сухой насос нужно отдельно защищать от пыли. Графитовая лопатка постоянно трётся о корпус, и любая взвесь во входящем воздухе работает как абразив − с запылённым воздухом лопатки стираются в разы быстрее, чем с чистым, а масляной плёнки, которая приняла бы часть этой пыли на себя, здесь нет. Поэтому фильтр на входе безмасляному насосу не опция, а обязательная часть обвязки.

Полиграфия и типографии

Подача и удержание листа, самонаклады, вакуумные системы печатных машин. В этой задаче нужен не глубокий вакуум, а стабильный расход и тишина рядом с оператором. Подойдет, например, Vetlan LT 0025 и старше − в кожухе, с клапаном регулировки.

Вакуумная формовка и термоформовка

Контейнеры, блистеры, спортивные капы, детские игрушки. Здесь важна скорость набора вакуума: считайте по объёму камеры и требуемому времени, а не по паспортному минимуму. От 25 м³/ч и выше.

Деревообработка и ЧПУ

Прижим детали на столе станка, ламинирование панелей, захват и перемещение пиломатериалов. Расход считается по площади стола и классу прилегания заготовки; для нестроганой заготовки берите запас. Наш выбор здесь − Zenova BV от 60 м³/ч.

Присоски и вакуумные захваты

Манипуляторы, укладчики, листоподъёмники. Глубина вакуума здесь почти не нужна, хватает 250 мбар, зато нужен быстрый набор и надёжность на частых пусках. Самый экономный вариант − Vetlan LXV.

Пневмотранспорт

Перемещение сыпучих и химических веществ по трубопроводу. Обязателен фильтр на входе: пыль − главный враг графитовой лопатки.

Дегазация

Удаление пузырьков пара и воздуха при изготовлении пластмасс, силиконов, компаундов. Насос работает в тяжёлых условиях, и лопатки здесь становятся частым расходником.

Пищевое производство

Колбасные шприцы, машины для резки, доильные системы, фасовка. Ключевое требование − отсутствие масляного тумана рядом с продуктом.

Промышленная очистка деталей

Обезжиривание в вакуумной камере, вакуумная сушка. Если влаги много, смотрите водокольцевые насосы: безмасляному пластинчато-роторному конденсат противопоказан.

Медицина и лаборатории

Упаковка в блистеры, откачка газообразных продуктов реакций, измерительные стенды. Там, где нужен чистый выхлоп и компактность.

В составе сборного оборудования

Благодаря небольшим габаритам безмасляные насосы встраивают в станции фонового мониторинга, системы вакуумного прессования, фасовочные и упаковочные машины. Здесь всё решают присоединительные размеры − пришлите чертёж или модель старого насоса, подберём замену по габаритам.

Причин выбрать сухой насос две: чистый воздух на выходе и возможность долго работать на грубом вакууме. Плюс не нужно следить за уровнем масла.

Все достоинства сухого насоса − зеркальное отражение недостатков маслозаполненного. Масляному насосу комфортнее всего поддерживать глубокий вакуум, сухой же спокойно работает с грубым вакуумом на входе часами.

Второй момент − воздух. Откачанный воздух часто остаётся в том же помещении, где работают люди. Пройдя через маслосмазываемый насос, он неизбежно набирает пары масла: они полезными для окружающих не становятся, к тому же сильно пахнут. Фильтры на выхлопе проблему смягчают, но идеальных фильтров не бывает. После безмасляного насоса воздух тоже не идеально чист, ведь вместо масла в него попадает графитовая пыль. Но её на порядок меньше, она не пахнет и куда проще фильтруется. Поэтому для помещений, где находятся люди, безмасляный насос − хороший выбор.

Третий момент − обслуживание. Уровень масла в маслозаполненном насосе может и расти от конденсата, и падать при работе на грубом вакууме или перегреве. Оба сценария для насоса плохи: масла мало − перегреется, конденсата много − заржавеет. У сухого насоса этой заботы нет вовсе, достаточно проверять толщину лопаток раз в 2–3 тысячи рабочих часов.

Теперь минусы − не без них. Рабочая зона безмасляного насоса составляет примерно от 400 до 100 мбар остаточного давления, глубже этот тип просто не умеет: самые совершенные модели каталога дают 100 мбар. Нужен вакуум глубже − это маслосмазываемые, когтевые или винтовые машины.

Второе ограничение − срок службы. Маслозаполненная модель годами выдаёт одну и ту же производительность, надо лишь изредка подливать масло: этим и пользуются лаборатории, круглосуточно держа вакуум в шкафу. Сухой насос тоже выдержит режим 24/7, но по мере истирания лопаток производительность будет падать. Поэтому его лучше включать тогда, когда он нужен, и выключать по окончании смены. Исключение − линейки с увеличенным ресурсом, Avior и Becker VX: они рассчитаны как раз на непрерывную работу

Как видим из анимации, пластины постоянно движутся в пазах ротора. Ротор крутится быстро, обычно 1400–1500 оборотов в минуту, благодаря четырёхполюсным двигателям, и лопатка всё это время трётся о внутреннюю поверхность камеры.

В маслосмазываемом насосе трение гасит масло, поэтому лопатки там бывают и композитные, и более долговечные металлические. В сухом насосе выбора нет: только графитовый композит. Графит − хорошая смазка сам по себе, скользит не перегреваясь, но при этом относительно быстро истирается. Причём сокращается не только длина лопатки от трения о корпус, но и толщина из-за от трения о ротор.

Изображение 1. Три вида износа графитовых лопаток.

Износ ведёт к утечкам, падению глубины вакуума и производительности. Какой у лопаток средний срок службы? Большинство производителей об этом молчат, но кое-что мы знаем:

• Stairs Vacuum (Тайвань) указывают замену лопаток через 8 000–10 000 часов. И честно предупреждают: характеристики любого безмасляного пластинчато-роторного насоса начинают снижаться уже после 3 000 часов работы.

• DVP (Италия) пишут о 10 000 часов. К нам в офис как-то пришёл инженер, у которого работал насос SB 16 этой фирмы. Насос отработал 20 000 часов (правда, в режиме компрессора, но сути это не меняет), после чего перестал нормально работать, и речь шла именно об износе лопаток, а не о поломке. Выхлопные шланги внутри к тому времени покрылись тонким слоем графитовой пыли. Вывод простой: производитель указывает минимальный гарантированный срок, на практике лопатки живут дольше, но с падением рабочих параметров.

• Becker (Германия), серии VX и KVX − рекордсмены по ресурсу лопаток (увы, и по цене насосов тоже): не менее 20 000 часов, на практике от 20 до 40 тысяч.

• Zenova PRO Avior − заявлено не менее 20 000 часов до планового обслуживания. Помните, что это не ресурс лопаток, а интервал, в течение которого внутрь насоса можно не заглядывать.

Изображение 2. Как падает производительность сухого пластинчато-роторного насоса по мере износа лопаток.

Лопатки, входные и выхлопные фильтры ищите в разделе аксессуаров, основные позиции уже на складе.

КПД безмасляного насоса − не константа, он зависит от рабочей точки. Когда давление на входе близко к атмосферному, то есть вакуум совсем грубый, КПД очень низкий. Приемлемым (40% и выше) он становится при вакууме 300 мбар, то есть 700 мбар остаточного давления. Максимума, почти 60%, КПД достигает при вакууме 600–700 мбар (300–400 мбар абсолютного), а дальше, по мере углубления вакуума, снова снижается до 40%.

Изображение 3. Сравнение КПД сухого пластинчато-роторного насоса и одноступенчатой вихревой воздуходувки.

Если сравнить безмасляный пластинчато-роторный насос с одноступенчатой вихревой воздуходувкой, работающей в вакуумном режиме, окажется, что эти две машины не конкурируют, а дополняют друг друга. В диапазоне от -100 до -300 мбар выигрывает по КПД воздуходувка, а от -300 до -900 мбар гораздо эффективнее работает пластинчато-роторный насос.

Безмасляный и сухой − это одно и то же?

Да. Масло в таком насосе не используется ни для уплотнения, ни для смазки: эту работу выполняют графитовые лопатки.

Какой вакуум насос реально держит в работе?

Паспортные 100 или 150 мбар − это предел самого насоса: прогретый насос, закрытый патрубок, никаких натеканий. В вашей системе результат определит не насос, а герметичность обвязки: чем больше подсосов, тем дальше рабочая точка от паспортной цифры.

Как часто менять лопатки?

Раз в 8–10 тысяч часов у бюджетных линеек, от 20 тысяч у Becker VX и Avior. Толщину достаточно проверять раз в 2–3 тысячи часов. Характеристики начинают потихоньку снижаться примерно с 3 000 часов — это свойство типа насоса.

Почему насос перестал набирать прежний вакуум?

Чаще всего изношены лопатки: они стираются и по длине, и по толщине, появляются утечки. Второй по частоте ответ − забитый входной фильтр.

Можно ли откачивать влажный или запылённый воздух?

Нет. Пыль стирает графит, конденсат ему тоже не на пользу. Для влажных и грязных сред смотрим на водокольцевые насосы. Фильтр на входе нужен в любом случае.

Чем заменить европейский насос, который больше не везут?

Ближе всего к Becker VT линейка Zenova PRO Avior: обозначения типоразмеров совпадают, характеристики тоже (Avior 4.25 и VT 4.25 − оба 25 м³/ч, 150 мбар, патрубок 3/4"), а гарантия у Avior вдвое длиннее. Сам Becker при этом из каталога никуда не делся. Пришлите модель старого насоса, мы сверим присоединительные размеры и посчитаем оба варианта.

Что входит в обслуживание?

Замена лопаток и фильтров, и всё. Ни масла, ни сепаратора здесь нет.

Не нашли свой вопрос, напишите нам, ответим и подберём модель.