Водокольцевые вакуумные насосы

Водокольцевой вакуумный насос (Liquid ring vacuum pump) позволяет создавать в закрытых емкостях вакуум до 33 мбар, что составляет 3,3% атмосферного давления. Для создания вакуума используется жидкостное кольцо, образуемое в результате вращения рабочего колеса (импеллера). Подробнее

Водокольцевые вакуумные насосы Ангара GMVP

Водокольцевые вакуумные насосы Ангара GMVP

Популярны в России - насосы долговечны и беспроблемны в эксплуатации.
i
Турция
От 24 до 378 м3/час
Вакуум 33 мбар
0,75 - 11 кВт
Моноблочные
Цена от 42 338 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы SL Vacuum SKA
От 51 до 110 м3/час
Вакуум 33 мбар
1,45 - 3,85 кВт
Моноблочные
Цена от 31 161 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы Ангара GMVT, GMPT
От 630 до 3750 м3/час
Вакуум 40 - 60 мбар
15 - 90 кВт
Одноступенчатые
Цена от 264 607 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы Ангара GVP, GMP
От 60 до 900 м3/час
Вакуум 33 мбар
3 - 30 кВт
Двухступенчатые
Цена от 87 165 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы Busch Dolphin LX
От 25 до 372 м3/час
Вакуум 33 мбар
1,1 - 11 кВт
Моноблочные
Цена от 68 764 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы Busch Dolphin LC
От 26 до 387 м3/час
Вакуум 33 мбар
0,75 - 11 кВт
Моноблочные
Цена от 65 512 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы Elmo Rietschle 2BV
От 10 до 78 м3/час
Вакуум 33 мбар
0,3 - 2,35 кВт
Моноблочные
Цена от 76 097 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы Pompetravaini TR
От 19 до 3200 м3/час
Вакуум 33 - 200 мбар
0,55 - 550 кВт
Разные исполнения
Цена от 75 958 ₽
Водокольцевые вакуумные насосы Finder Pompe MEX
От 1,65 до 385 м3/час
Вакуум 33 - 80 мбар
0,18 - 11 кВт
Цена от 50 847 ₽
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 25-30

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 25-30

i
Макс. Расход (м3/час)
28
Мощность (кВт)
0.75
Обороты в минуту
2900
Напряжение (В)
220/380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 32-50

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 32-50

i
Макс. Расход (м3/час)
50
Мощность (кВт)
1.5
Обороты в минуту
2900
Напряжение (В)
220/380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 32-75

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 32-75

i
Макс. Расход (м3/час)
77
Мощность (кВт)
3
Обороты в минуту
2900
Напряжение (В)
380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 40-110

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 40-110

i
Макс. Расход (м3/час)
100
Мощность (кВт)
3
Обороты в минуту
1450
Напряжение (В)
380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 40-150

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 40-150

i
Макс. Расход (м3/час)
147
Мощность (кВт)
4
Обороты в минуту
1450
Напряжение (В)
380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 40-200

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 40-200

i
Макс. Расход (м3/час)
205
Мощность (кВт)
5.5
Обороты в минуту
1450
Напряжение (В)
380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 50-300

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRMB 50-300

i
Макс. Расход (м3/час)
278
Мощность (кВт)
7.5
Обороты в минуту
1450
Напряжение (В)
380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRVB 40-110

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRVB 40-110

i
Макс. Расход (м3/час)
100
Мощность (кВт)
3
Обороты в минуту
1450
Напряжение (В)
380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRVB 40-150

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRVB 40-150

i
Макс. Расход (м3/час)
147
Мощность (кВт)
4
Обороты в минуту
1450
Напряжение (В)
380
Добавить
Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRVB 40-200

Водокольцевой вакуумный насос Pompetravaini TRVB 40-200

i
Макс. Расход (м3/час)
205
Мощность (кВт)
5.5
Обороты в минуту
1450
Напряжение (В)
380
Добавить
1 3 4 ...

Водокольцевые вакуумные насосы - справочная информация

Водокольцевой вакуумный насос (Liquid ring vacuum pump) позволяет создавать в закрытых емкостях вакуум до 33 мбар, что составляет 3,3% атмосферного давления. Для создания вакуума используется жидкостное кольцо, образуемое в результате вращения рабочего колеса (импеллера). Чтобы внутри насоса создавалось жидкостное кольцо, в него непрерывно должна поступать сервисная жидкость. В качестве сервисной жидкости чаще всего используют чистую воду.
 
Само по себе название водокольцевой насос может вызвать ошибочное суждение, будто данный агрегат предназначен для перекачивания воды. На самом деле его основная цель - откачивать воздух или иной газ из закрытых емкостей (резервуар, цистерна, бочка, банка и т.д.). Поэтому ближайшим родственником водокольцевого вакуумного насоса по назначению является компрессор, а никак не привычный нам насос для перекачивания воды.
 
Водокольцевой вакуумный насос впервые был изобретен в 1903 году немецкой компанией Elmo, входившей в тот момент в группу Siemens. Сегодня эти насосы производятся во многих странах мира, в том числе и в России.

Устройство и принцип работы водокольцевых вакуумных насосов

Водокольцевой насос состоит из цилиндрической рабочей камеры, в которой на валу вращается продолговатое рабочее колесо с изогнутыми лопатками. Колесо расположено эксцентрично (то есть не по центру камеры), а со смещением к одной из ее стенок.
 
Разрез водокольцевого вакуумного насоса
Рисунок 1. Водокольцевой насос в разрезе
 
Чтобы понять принцип работы водокольцевого насоса следует обратиться к его схематичному изображению.  На рисунке ниже мы видим поперечный срез рабочей камеры, в которой установлено рабочее колесо с изогнутыми лопатками. Оно расположено не по центру камеры, а со смещением (в данном случае кверху). Благодаря этому расстояние до стенок камеры у колеса неодинаковое по всему периметру. В рабочей камере залита вода (или другая сервисная жидкость). Также видны 2 отверстия (порта) для входа воздуха (другого откачиваемого газа) в насос и выхода из насоса. Первое из отверстий больше, второе поменьше.
 
Поперечный срез рабочей камеры водокольцевого насоса (в покое)
Рисунок 2. Поперечный срез рабочей камеры водокольцевого насоса (в покое).
 
Теперь импеллер начинает вращаться. Под действием центробежной силы жидкость образует равномерное кольцо вдоль внутренних стенок рабочей камеры. Зазоры между лопатками колеса образуют с жидкостным кольцом ячейки разного размера (разный размер как раз обусловлен нецентральным расположением импеллера). Воздух или иной газ засасывается из откачиваемой емкости через входной патрубок насоса и далее через порт входа (всасывания) попадает в ячейку. По мере вращения колеса размер ячейки уменьшается, в результате чего газ внутри ячейки сжимается, создается избыточное давление. При проходе ячейки мимо порта выхода (нагнетания) воздух проходит через порт и выходит из насоса под давлением. Дальше размер ячейки снова увеличивается и в ней создается разрежение. Благодаря этому разрежению воздух снова засасывается через порт входа газа. Цикл повторяется. Чем меньше остаточное давление, тем кольцо воды становится толще, объем свободного пространства в ячейках рабочего колеса становится меньше и производительность падает. При достижении насосом предельно возможной глубины вакуума производительность становится равной нулю.
 
Поперечный срез рабочей камеры водокольцевого насоса (в работе).
Рисунок 3. Поперечный срез рабочей камеры водокольцевого насоса (в работе). 
 
Теперь посмотрим на этот же процесс под другим углом. На изображении ниже показан путь, который проделывает воздух или иной газ, попадая в корпус водокольцевого насоса. Также показан путь подачи воды или иной сервисной жидкости. Обратите внимание, что специального канала для отвода воды из насоса не предусмотрено, она выходит из него вместе с воздухом через нагнетательный патрубок.
 
 
Основные рабочие детали водокольцевого насоса
Рисунок 4. Еще одно изображение основных рабочих элементов. Подача воздуха в насос осуществляется через всасывающий патрубок. Вода подается через специальное отверстие на передней части корпуса. Вода и воздух выходят из насоса через нагнетательный патрубок.

Преимущества и недостатки водокольцевых вакуумных насосов

Существует множество других устройств для получения вакуума и каждое из них имеет право на существование. У каждого есть свои плюсы и минусы. Поставим оценки водокольцевым вакуумным насосам по нескольким основным пунктам.
 
Глубина создаваемого вакуума +0
Изотермичность процесса сжатия воздуха +1
Стойкость к загрязнению откачиваемого воздуха и способность его очищать +1
Отсутствие масла в выходящем воздухе +1
Простота устройства насоса и длительный срок службы при правильной эксплуатации +1
Необходимость подавать и заменять сервисную жидкость -1
Риск возникновения кавитации в насосе -1
Зависимость производительности от влажности воздуха и температуры сервисной жидкости -1
 
 
Теперь разберем каждый из пунктов подробнее.
1. Предельный создаваемый вакуум для водокольцевых насосов составляет 33-150 мбар в зависимости от конструкции и производителя. Этого достаточно в ряде применений, но для других требуется более глубокий вакуум. Худшими характеристиками обладают, например, вихревые воздуходувки (вакуум 500 мбар) и безмасляные пластинчато-роторные насосы (100-200 мбар). Зато пластинчато-роторные насосы с масляным уплотнением способны обеспечивать вакуум до 0,1 мбар. В этом компоненте оценка водокольцевых насосов нейтральная.
 
2. Отсутствие масла в выходящем воздухе - возможно, самое важное преимущество водокольцевых насосов. Здесь все очевидно. Можно только добавить, что среди безмасляных вакуумных устройств водокольцевые насосы обеспечивают достаточно глубокий вакуум. Те же безмасляные вакуумные устройства, которые обеспечивают глубокий вакуум (например, спиральные вакуумные насосы), стоят намного дороже водокольцевых насосов.
 
3. Уникальная способность водокольцевых насосов, которой нет ни у одного другого вакуумного устройства - стойкость к загрязнению откачиваемого воздуха. Даже если в воздухе присутствуют твердые частицы (например, сажа), водокольцевой насос к ним нечувствителен. Напротив, эти частицы будут выходить из насоса и оседать в воде (которая, как напомним, тоже выходит из насоса наряду с воздухом). Таким образом откачиваемый газ будет очищаться. 
 
4. Изотермичность сжатия воздуха. В процессе работы водокольцевого насоса откачиваемый воздух сжимается внутри насоса, что приводит к его нагреву. Однако благодаря контакту воздуха с кольцом жидкости, избыточная тепловая энергия передается последней. На выходе из насоса воздух имеет практически ту же самую температуру, что и на входе. У этого плюса есть оборотная сторона. Поскольку жидкость нагревается, ее в насосе необходимо постоянно менять.  
 
5. Простота устройства водокольцевых насосов обусловлена тем, что в них есть только одна движущаяся деталь - импеллер. Во время работы импеллер не задевает ни стенки рабочей камеры, ни торцевую плату. Наличие зазоров резко снижает требования к точности изготовления деталей водокольцевого насоса и делает его наиболее ремонтопригодным подручными средствами среди всех вакуумных устройств. 
 
6. Первым и самым существенным минусом использования водокольцевого насоса являетя необходимость подведения к нему сервисной жидкости. Во-первых, из-за ее нагрева внутри насоса, во-вторых, из-за возможного загрязнения. В зависимости от сферы применения  удаляемая из насоса жидкость может быть:
-  удалена безвозвратно (когда жидкость загрязнена и очищать ее нецелесообразно);
-  возвращена в насос частично;
- возвращена в насос полностью (в этом случае жидкость циркулирует в замкнутом контуре, проходя через сепаратор для удаления воздуха и через теплообменник для охлаждения). 
 
Поскольку водокольцевые насосы работают с жидкостью, важно использовать качественные уплотнения вала. Если заружебные производители устанавливаются дорогие механические уплотнения, то на российских моделях пока используются сальниковые набивки. Для инженеров по эксплуатации протечки через сальники являются постоянной головной болью. 
 
Обязательной характеристикой каждой модели водокольцевого насоса является указание расхода сервисной жидкости за единицу времени (обычно литры в час).  
 
7. Второй минус водокольцевых насосов - возможные проблемы с кавитацией. Все другие вакуумные устройства не имеют дела с водой, а потому избавлены от этой беды. При низком давлении на всасывании в кольце жидкости начинают образовываться пузырьки воздуха, которые затем схлапываются, разрушая рабочее колесо. В этот момент насос начинает издавать характерный шум или потрескивание. Возможные варианты избавления от этой проблемы - отрегулировать давление на входе или понизить температуру подаваемой жидкости.
 
8. Третий минус водокольцевых насосов - зависимость производительности от влажности воздуха и температуры сервисной жидкости. Обычно производители указывают кривые зависимости производительности от глубины вакуума для температуры жидкости +20 С при нулевой влажности воздуха. Если температура возрастает, то производительность падает, причем довольно быстро. Наоборот, влажный воздух повышает производительность насоса, особенно при приближении к предельным значениям вакуума.

Разновидности водокольцевых вакуумных насосов

Мы выделим 3 основных вида водокольцевых насосов:
- Одноступенчатые с одной рабочей камерой.
- Одноступенчатые с двумя рабочими камерами.
- Двухступенчатые с двумя рабочими камерами.
 
Небольшие моноблочные одноступенчатые модели имеют одну рабочую камеру и одно рабочее колесо. В большинстве случаев мощность таких моделей ограничена на уровне 11-15 кВт из-за возрастающих осевых биений вала. Моноблочные модели отличаются меньшей стоимостью.
 
Моноблочный водокольцевой насос
Рисунок 5. Моноблочный водокольцевой насос фирмы Busch (Германия)
 
Для больших моделей производители, как правило, выбирают иную компоновку.  Насосы имеют 4 патрубка, по 2 всасывающих и по 2 напорных. У них 2 рабочих камеры и 2 рабочих колеса, вращающихся на одном валу. Эта конструкция позволяет снизить осевую нагрузку на подшипники, которая иначе становилась бы критически высокой для больших типоразмеров. Скорость вращения вала и производительность на моделях с 4 патрубками несколько ниже, чем на моделях с 2 патрубками, зато гораздо меньше нагрузка на подшипники и уплотнения.
 
Одноступенчатый насос с двумя рабочими камерами
Рисунок 6. Одноступенчатый насос с двумя рабочими камерами. Похожее изображение мы уже видели выше, но здесь воздух попадает в насос с двух противоположных сторон. У насоса 4 патрубка.
 
 
Одноступенчатый водокольцевой насос с попарно соединенными патрубками
Рисунок 7. Иногда производители попарно соединяют входящие и напорные патрубки одноступенчатых двухкамерных насосов. Это облегчает последующий монтаж агрегата. 
 
Наконец, последний вид водокольцевых насосов - двухступенчатые. В них также есть 2 рабочих камеры и 2 импеллера. Однако в отличие от одноступенчатых насосов камеры не работают независимо друг от друга. Выходной патрубок первой камеры соединен манифольдом с входным патрубком второй камеры. Соответственно воздух проходит через первую камеру, затем через вторую. Глубина вакуума таким образом повышается, но незначительно. Основным преимуществом двухступенчатых насосов является дополнительная очистка откачиваемого воздуха и способность развивать повышенное давление на выходе.
 
Двухступенчатый водокольцевой вакуумный насос и его устройство
Рисунок 8. Слева изображен двухступенчатый водокольцевой насос, а справа его внутренне устройство.

Схемы подвода и отвода жидкости для водокольцевого вакуумного насоса

Выходящую из насоса воду проще всего слить в канализацию. В ряде случаев так и поступают, например, если в откачиваемом воздухе есть частички сажи, которые оседают в воде. Поскольку жидкость становится грязной, ее удаляют безвозвратно. Однако такой подход весьма неэкономичен, а в ряде случае неудобен. 
 
На изображении ниже показана простейшая схема рециркуляции воды с использованием сепаратора. Воздух с водой выходят из нагнетательного патрубка и попадают в сепаратор. Воздух выходит наружу через отверстие в верхней части сепаратора, а вода оседает и затем повторно возвращается в насос. 
 
Простейшая схема монтажа водокольцевого насоса с полной рециркуляцией при помощи сепаратора
Рисунок 9. Простейшая схема рециркуляции сервисной жидкости с использованием сепаратора. Клапан подачи воды в насос закрыт, когда насос выключен, а при включении насоса реагирует на изменение давления и открывается. 
 
Приведенная выше схема не решает проблемы нагрева воды. Ведь на выходе из насоса вода нагревается, а значит эта же теплая вода будет поступать обратно в насос, что плохо для его производительности. Существует несколько вариантов охлаждения жидкости:
- Частичная рециркуляция
- Полная рециркуляция с использованием теплообменника с проточным водяным охлаждением
- Полная рециркуляция с использованием двух теплообменников, второй из которых с принудительным воздушным охлаждением. 
 
Вначале рассмотрим схему с частичной рециркуляцией. В конструкцию добавляются 2 элемента: терморегулирующий клапан и дополнительный канал для отвода воды. При превышении температуры выше определенного уровня терморегулирующий клапан включает подмес холодной воды в сепаратор. Избыток теплой воды удаляется через дополнительный канал. Если правильно настроить систему, то подмес воды для охлаждения составит всего 10-20% от общего расхода воды.
 
Схема работы водокольцевого насоса с частичной рециркуляцией воды.
Рисунок 10. Схема работы водокольцевого насоса с частичной рециркуляцией воды.
 
Теперь посмотрим схему рециркуляции с использованием теплообменника с водяным охлаждением. На изображении ниже появляется теплообменник и второй внешний контур воды. Жидкость из сепаратора на обратном пути в насос проходит через теплообменник, где отдает тепло воде из дополнительного контура. Терморегулирующий клапан управляет подачей воды в дополнительный контур.
 
Схема работы водокольцевого насоса с полной рециркуляцией и теплообменником
Рисунок 11. Схема работы с полной рециркуляцией и теплообменником
 
Наконец, последний вариант также предусматривает полную рециркуляцию воды через теплообменник. Разница в том, что дополнительный контур охлаждения является закрытым. Он, в свою, очередь проходит через второй теплообменник, где установлен вентилятор. Принудительное воздушное охлаждение позволяет добиться отвода нужного количества тепла из системы. Термостат необходим для управлением подачей воды во втором контуре. Этот способ не позволяет добиться полного охлаждения воды, она при входе в насос будет примерно на 20 С выше температуры окружающей среды.
 
Зададимся вопросом, почему нельзя непосредственно охлаждать вентилятором первый теплообменник. Дело в том, что воздушный теплообменник изготавливается из мягких металлов (медь, алюминий), которые могут быть повреждены примесями, присутствующими в сервисной жидкости.
 
Схема с воздушным охлаждением приведена ниже.
 
Водокольцевой насос в системе с двумя теплообменниками (водяным и воздушным).
Рисунок 12. Водокольцевой насос в системе с двумя теплообменниками (водяным и воздушным).
Оформить заказ