Применение в быту

Для чего в домашних условиях может пригодиться устройство, способное создать вакуум? Используя вакуум в домашних условиях, можно решать различные задачи. Так, откачивая воздух из полиэтиленовых пакетов с одеждой, постельным бельем, подушками и другими вещами, можно значительно уменьшить размеры такой упаковки, сэкономив место в шкафу или в гардеробной комнате. Кроме того, находясь в вакуумной упаковке, вещи и белье, изготовленные из различных материалов, надежно защищены от моли и плесени.

Аккумуляторный ручной вакууматор используется для упаковки продуктов питания

Используются бытовые вакуумные насосы для откачки воздуха и при организации хранения продуктов питания. Помещаемые в полиэтиленовые пакеты, из которых откачивается воздух, продукты питания долго не портятся и некоторое время могут храниться даже без заморозки, при комнатной температуре.

Многие домашние мастера используют воздушные вакуумные насосы для того, чтобы ламинировать пленкой ПВХ элементы мебельных конструкций, а также изделия любого другого назначения, изготовленные из различных материалов.

С помощью компрессора вакуумного типа можно выполнять откачивание газов, пара и жидких сред, восстанавливать герметичность различных бытовых приборов, систем кондиционирования и охлаждения, элементов технического оснащения автотранспортных средств.

Бытовая вакуумная помпа для откачки масла из двигателя

Типы вакуумных насосов по уровню создаваемого ими отрицательного давления

Сферу применения вакуумного насосного оборудования определяют технические характеристики, которыми оно обладает. Основной из таких характеристик, на которую следует обращать особое внимание, выбирая насос вакуумный, является уровень создаваемого им давления. Так, в зависимости от данного параметра устройства для выкачки воздуха могут относиться к одному из следующих типов:

• вакуумные насосы низкого давления;
• устройства, способные создавать давление среднего уровня;
• насосы высокого давления;
• вакуумные насосы, создающие сверхвысокое давление.

Насосы АВПР для создания низкого и среднего вакуума

Такая градация вакуумного насосного оборудования актуальна для промышленных моделей. В бытовых условиях, как правило, применяют простейшие самодельные устройства, для изготовления которых могут быть использованы:

• велосипедный или автомобильный воздушный насос;
• обычный медицинский шприц;
• автомобильный, аквариумный и холодильный компрессоры.

Принцип работы любого вакуумного насоса достаточно прост: заключается он в откачивании воздуха или газа из окружающей среды, ограниченной определенным объемом. Чтобы воздух не попадал обратно в тот объем, из которого он откачан, в конструкции любого вакуумного насоса используется обратный клапан.

Итак, если вы решили изготовить вакуумную помпу своими руками, следует сначала определиться с целями использования такого устройства, а только затем выбирать подходящую конструктивную схему.

Вакуумные насосы – основные характеристики

На возникновение разновидностей вакуумного насосного оборудования влияют технические параметры. К основным характеристикам вакуумной техники относят:

1. Скорость откачки (Sоб) – объем воздуха, откачиваемый при фиксированном давлении в единицу времени.
2. Быстрота действия насоса (Sн) – т.е. величина, которая характеризуется оперативностью забора во входном сечении агрегата.
3. Производительность (Qн) – поток естественной смеси газов, откачиваемый в единицу времени через входное сечение вакуумного аппарата.
4. Энергопотребление и объем жидкости, заливаемой с целью охлаждения механизмом насоса.
5. Наибольшее давление запуска (pзап) – это наибольшее давление на входе насоса, приводящее его в действие.
6. Наибольшее давление выпуска (pвып) – максимальное значение давления в выходном сечении, обеспечивающее процесс откачки.
7. Наибольшее рабочее давление (pб) – показатель наибольшей степени упругости газа на входе насоса, которое сохраняет длительное время номинальную быстроту действия. В рабочем диапазоне (от наименьшего значения до наибольшего) обеспечивается эффективная эксплуатация механизма. Интервал значений рабочего давления определяется конструкцией и принципом действия насосного оборудования.
8. Предельное остаточное давление (pпр) – наименьшее значение, к которому приближается давление в испытательном заданном объеме без выпуска газа при нормальной работе вакуумного устройства.
9. Наименьшее рабочее давление (pм) – минимальный показатель давления на входе насоса, благодаря которому прибор сохраняет длительное время необходимую быстроту действия. Обычно наименьшее рабочее давление превышает на порядок предельное.
10. Время выхода на рабочий режим (tвых) – период с момента включения агрегата до момента, когда он начинает откачку при рабочем давлении.

Важные критерии выбора

При выборе насоса необходимо обратить внимание на несколько важных критериев. Первый и основной – это давление, которое обеспечивает устройство.

В зависимости от этой характеристики оно может быть:

• низковакуумным (обеспечивает 105 до 102 Па);
• средневакуумным (от 102 до 10-1 Па);

• высоковакуумным (от 10-1 до 10-5 Па);
• сверхвысокого вакуума (обеспечивает давление ниже 10-5 Па).

Наиболее низкое давление обеспечивают центробежные и водокольцевые вакуумные насосы. Однако у различных моделей этот показатель разный. Поэтому при выборе в первую очередь следует обращать внимание не на тип прибора, а на его технические характеристики.

Следующий немаловажный параметр – габариты. Для устройств, которые будут использоваться на предприятиях, они не столь важны. А вот если прибор планируется применять в относительно небольшой лаборатории или медицинском учреждении, размеры очень важны. При этом нужно добиться оптимального соотношения габаритов и технических характеристик оборудования.

Какой вакуумный насос используете Вы?ВодокольцевымМембранным

Также следует обратить внимание на химическую совместимость насоса. Не все модели рассчитаны на использование с веществами, которые активно взаимодействуют с различными поверхностями. Перед покупкой придется проанализировать, с какими соединениями будет вестись работа и изучить, какие устройства способны с ними функционировать без ущерба для себя.

Еще один важный параметр – расход. Фактически он характеризует мощность прибора. Под расходом подразумевают количество газа, которое оборудование прогоняет через себя за единицу времени. Чем он выше, тем быстрее удается добиться нужных показателей давления в системе.

Как выбрать наиболее подходящий вариант

Перед тем, как подобрать вакуумный насос, агрегат нужно изучить.

Хороший прибор:

1. Помогает создать оптимальные показатели давления, за счет чего система дольше и эффективней функционирует.
2. Удобен в работе. Желательно, чтобы прибор был легким, не слишком вибрировал и был оснащен индикатором, показывающим количество масла. Это упростит работу с ним и техническое обслуживание.
3. Может использоваться в разных условиях.

Во время выбора агрегата для откачки смеси из кондиционера следует учитывать размеры трубопровода, а также продолжительность срок эксплуатации.

Какой вакуумный насос выбрать, определить можно, после изучения параметров и технических характеристик.

Чтобы прибор успешно выполнял свое назначение, покупку нужно осуществлять с учетом:

1. Периода, за который прибор может работать без остановки. Ведь холодильный контур нужно за короткий срок избавить от лишнего объема воздуха. Бесперебойной деятельности должно хватить, чтобы процедуру удалось довести до конца. Процесс образования вакуума длится не больше 30 минут.
2. Мощности вакуумного насоса. Этот показатель влияет на скорость работы прибора. Если он достаточно мощный, он позволит компенсировать непродолжительность периода беспрерывного функционирования.
3. Длины трассы холодильного контура. От этого показателя зависит мощность и беспрерывность работы агрегата.
4. Уровня производительности. Этот параметр должен быть таким же, как и количество воздуха, который нужно вывести из системы. У насосов современных производителей показатели производительности достигают 40-150 кубических дециметров в минуту. Учитывая это, можно сделать вывод, что самая мощная модель, работая без перерыва, откачает 4,5 кубометра воздуха.
5. Веществ, с которыми он будет контактировать. Коррозионные и едкие реагенты приводя к повреждению обычного вакуума. Поэтому для таких ситуаций понадобится устройство, изготовленное их фторопластов, устойчивых к химическим веществам. Для неагрессивных паров вроде воздуха или паров чистой воды, подходят стандартные насосы.
6. Необходимости контроля вакуума. Для простых операций подойдет прибор с тумблером вкл./выкл. Если нужно строго соблюдать регламент и контролировать процесс, потребуется агрегат с вакуум-контроллером с подключением к компьютеру.
7. Необходимости встроенного конденсатора. Во время проведения вакуумной перегонки и сушки устройство наполняется определенным количеством конденсирующих паров. Его нужно защитить от проникновения капель конденсата внутрь. Для этого используется специальный каплеотбойник. Чтобы избежать вытекания конденсата из выхлопной линии прибора, выхлоп насоса связывают с колбой приемником с обратным холодильником.

Читайте также:  Инструкция по использованию кондиционера

При выборе помпы для откачки воздуха нужно учитывать особенности технического обслуживания механизма. Если он работает с использованием масла, то детали изнашиваются медленнее за счет снижения трения между ними.

Но для сохранения прочности и эффективности устройства необходимо осуществлять обслуживание каждые 12 часов. Также не обойтись без использования холодовой ловушки, так как от масла выделяется жирные испарения, оседающие на отдельных элементах и затрудняющие работу насоса. Ее устанавливают на входе, чтобы в вакууме не образовывались пары масла.

Если нет холодовой ловушки, то следует проверять цвет масла, которое будет использоваться для смазки насоса, чтобы избежать его порчи. Еще один недостаток в том, что их нельзя применять в определенных устройствах. Это особенно касается задействованных в пищевой промышленности, так как частицы масла могут попасть на устройства, а оттуда на продукты питания.

С сухими насосами дело обстоит гораздо проще. Отсутствует вероятность загрязнения смазочной жидкостью и не требуется особое техническое обслуживание. Но они проявляют плохую устойчивость к влаге и чувствительны к повышенным температурам.

Масляные насосы лучше тем, что способны длительное время работать без перерыва, а детали медленнее изнашиваются.

Сухие лучше тем, что не загрязняют оборудование и не нуждаются в интенсивном техобслуживании и больших затратах денежных средств.

Из автомобильного насоса

Изготовить простой, но достаточно эффективный ручной вакуумный насос можно из автомобильного или даже велосипедного манжетного насоса. Для того чтобы такой насос превратить в полноценный вакуумный, не потребуется использование специального оборудования и сложных манипуляций, все выполняется очень просто.

Лучше всего подходит классический и проверенный не одним поколением ручной автомобильный насос

Из автомобильного насоса вакуумная помпа делается по следующему алгоритму.

1. Автомобильный насос разбирается на отдельные комплектующие.
2. Манжета насоса снимается со штока и разворачивается на 180°, в результате при перемещении этого элемента по рабочей камере устройства воздух будет не выталкиваться из патрубка, а всасываться в него.
3. Осуществляется сборка насоса в обратной последовательности.
4. На патрубок устройства устанавливается обратный клапан для вакуумного насоса. Задача такого клапана заключается в том, чтобы пропускать воздух от емкости к насосу, но не давать ему двигаться в обратном направлении.

Постарайтесь не повредить резиновую манжету при съемке

Так как манжета будет устанавливаться наоборот, нужно снять фаску на поршне, чтобы выровнять диаметры

Манжета одевается на поршень юбкой в противоположную сторону и смазывается

Подсоединив к обратному клапану шланг, можно начинать пользоваться таким вакуумным насосом. Если все действия по разборке автомобильного насоса, его переделке и последующей сборке выполнены правильно и аккуратно, самодельный вакуумный насос, оснащенный качественным обратным клапаном, в состоянии откачивать 75–85 % всего объема воздуха, содержащегося в резервуаре или емкости.

Подсоединятся штуцер с обратным клапаном и вакуумный насос готов

Из медицинского шприца

Узнав о том, как сделать насос из шприца, можно, используя очень недорогие расходные материалы, изготовить устройство для откачивания небольших объемов газа или жидкостей. Для того чтобы сделать такое устройство, которое может оказаться полезным во многих ситуациях, потребуются следующие расходные материалы и комплектующие:

• тройник, изготовленный из пластика;
• трубка из гибкого полимерного материала, диаметр которой должен совпадать с диаметрами отверстий в шприце и тройнике;
• два обратных клапана (в этом качестве можно использовать устройства, которыми оснащают аквариумные компрессоры);
• медицинский шприц, от объема которого будет зависеть мощность изготавливаемого вакуумного насоса.

Полимерная трубка должна плотно сидеть на тройнике

Из медицинского шприца вакууматор своими руками изготавливается в следующей последовательности.

1. Гибкая полимерная трубка нарезается на отрезки длиной примерно 10 см, каждый из которых подсоединяется к тройнику таким образом, чтобы они максимально плотно облегали его носики. После соединения трубок с тройником к одной из них, располагающейся под прямым углом к двум остальным, также максимально плотно подсоединяется носик шприца.
2. Концы двух трубок, расположенных друг напротив друга, соединяются с обратными клапанами, один из которых должен пропускать воду только по направлению к тройнику, а второй – только от него. Ориентироваться при установке обратных клапанов следует на стрелки, нанесенные на корпуса таких устройств.

Стрелки на клапанах не должны смотреть друг на друга

Использовать простейшую вакуумную помпу, изготовленную из медицинского шприца, можно для перекачивания воды из одного сосуда в другой. При этом в перекачиваемую жидкость погружается обратный клапан, который пропускает воду только к тройнику, а в пустую емкость тот, который обеспечивает движение жидкой среды только от тройника. Чтобы привести такой вакуумный ручной насос в действие, достаточно начать перемещать поршень шприца.

Чтобы проверить работу насоса, попробуйте перекачать воду из одной чашки в другую

Из аквариумного или автомобильного компрессора

В тех случаях, когда требуется устройство, способное создавать вакуум с более высокими показателями, чем это могут обеспечить вышеописанные агрегаты, актуальным будет вакуумный насос из компрессора для автомобилей или аквариумов. Следует отметить, что вакуумный насос своими руками из компрессора автомобильного или аквариумного изготавливается достаточно просто.

1. Корпус компрессора разбирается, в нем выполняется отверстие, через которое из внутренней части устройства будет отводиться конденсат.
2. Клапаны в соответствующем узле устройства просто меняются местами.
3. Патрубок насоса, по которому в него будет поступать откачиваемый воздух, оснащается воздушным фильтром, необходимый для защиты устройства от попадания в его внутреннюю камеру влаги и пыли.
4. Механизм насоса собирается в обратной последовательности и помещается в корпус.

Конструкция аквариумного компрессора очень проста, а модернизировать нужно только один узел

В этом узле необходимо просто поменять клапана местами и, возможно, немного обрезать уголок корпуса

После выполнения вышеописанных действий вакуумный компрессор при подключении к сети электропитания будет не нагнетать, а откачивать воздух.

Виды вакуумных насосов

Принцип работы зависит во многом от типа устройства, поэтому целесообразным считаем рассмотреть существующие виды насосов, производящих выкачивание воздуха.

Самодельный вакуумный насос для откачки воздуха

Наиболее распространенная классификация выглядит следующим образом. Для получения среднего и низкого вакуума используют механический тип насосов. К ним относятся двухроторные, жидкостно-кольцевые, пластинчато-роторные, пластинчато-статорные, турбомолекулярные, поршневые.

Пластинчато-роторные насосы

Пластинчато-роторные в своей основе имеют ротор, вращающий 2 пластинки, которые прижаты пружиной к краям камеры. Они делятся на одно, – и двухступенчатые. Разница кроется в количественном оснащении камерами, в которые поступает удаляемый воздух. Двухступенчатые устройства, в отличие от одноступенчатых, создают разряженное давление повышенного значения. (Предельное остаточное давление одноступенчатого – 1,33 Па, двухступенчатого – 0,133 Па).

Смазочным веществом выступает масло, использование которого значительно продлевает срок эксплуатации механизма, предотвращая рабочие органы от перегрева. Скорость откачки колеблется от 0,21-3 л/с. Производительность 4-1600 куб. м в час.

Простейший механический вакуумный насос

Пластинчато-статорные применяются для создания начального форвакуумного давления на входе насоса, предварительного разрежения в системе.

Турбомолекулярные изделия

Чтобы получить «безмасляный» высокий вакуум были сконструированы турбомолекулярные насосы, получившие широкое распространение. Они представляет собой осевой многоступенчатый компрессор с такими элементами, как статорные диски, жестко укрепленные на корпусе, вращающиеся диски, помещенные на роторе. Диски с радиальными пазами составляют рабочий механизм насоса.

Вращение ротора со скоростью свыше 1000 об/мин. обеспечивается электродвигателем. В их арсенале – ряд преимуществ: откачка конденсируемых паров, устойчивость к резкому повышению давления; быстрый запуск, высокая степень сжатия воздуха, высокое предельное разрежение (достигает вплоть до 10-7 Па). Однако есть и недостатки – это сложность устройства, необходимость разбора всей конструкции при очистке, большие габариты, высокая цена.

Жидкостно-кольцевые механизмы

Жидкостно-кольцевые механизмы считаются самым старым видом вакуумных насосов. В конструкцию вошли: барабан, наполненный частично водой, ротор с лопатками. При его вращении на жидкость воздействует центробежная сила, в результате чего вода прижимается к внутренним стенкам барабана. Водокольцевые электронасосы проверены временем, но расходуют много энергии, поэтому теряют свою популярность. Плюс – простота функционирования и конструкции.

Производительность равна 300 куб.м в час, производимый вакуум находится в диапазоне 33-1013 мБар. Установки способны откачивать загрязненные и опасные потоки.

Существующие разновидности вакуумных насосов

Выбор можно сделать среди лопастных, мембранных, жидкокольцевых, турбомолекулярных устройств. Перед тем, как сделать выбор вакуумного насоса, необходимо изучить особенности каждого типа, надежность требуемой технологии и стоимость.

Лопастные

Производительность таких устройств выше, чем у насосов другого типа. Они небольшие и компактные, подходят для создания вакуума среднего уровня и улавливают пары еще до их соприкосновения с насосом.

Работают ротационные лопастные насосы на масле. За его счет достигается идеальная герметичность. Оно смазывает движущиеся детали и обеспечивает достаточный уровень теплоотдачи, чтобы вакуумный насос охладился.

Они отличаются:

• Доступной стоимостью;
• Удобством в использовании;
• Высокой производительностью и уровнем вакуума около 1000 мбар.

Но для нормального функционирования устройства не обойтись без регулярного техобслуживания. Особенно важно контролировать количество масла, иначе детали быстро износятся. Менять масло следует после 3000 часов использования.

Мембранные

Они проявляют повышенную устойчивость к агрессивной среде. Поэтому их можно использовать для работы с кислотой, вязкими и коррозионными веществами.

Благодаря этой особенности устройства активно используют в производстве продуктов питания и косметических средств. Они помогают перекачивать жидкости, кремы и гели, а также помогают обрабатывать летучие соединения.

Мембранные насосы относятся к сухим насосам. Поэтому они не нуждаются в использовании смазочных жидкостей, а стоимость обслуживания будет ниже, чем в случае с лопастными. Приборы этого типа могут длительное время работать без перерыва, но с низким уровнем вакуума, по сравнению с ротационными насосами.

Жидкокольцевые

Их работа основана на подаче жидкости, высушивающейся на стенках насоса. При этом образуется кольцо, обеспечивающее оптимальный уровень герметичности.

Выбрать жидкокольцевой насос следует за такие особенности:

1. Это сухой насос.
2. Обладает повышенной устойчивостью к коррозии.
3. Повышенную мощность.
4. Большие габариты.

Они малочувствительны к прохождению жидкостей, твердых частиц и паров. Их можно использовать во время работы с веществами, склонными к взрыву или чувствительными к высоким температурам.

В случае максимального расхода в 30000 м3/ч одновременно снижается и увеличивается давление.

Турбомолекулярные

Они способны достигать высокого давления, а расход колеблется в пределах 50-5000 л/с. Функциональные особенности таких насосов напоминают компрессор. Двигатель заставляет лопасти быстро вращаться и вытолкнуть достаточное количество воздушной смеси.

Агрегаты незаменимы для работы магнитных подшипников. Они помогают достичь оптимальной скорости вращения. Турбомолекулярные устройства функционируют без использования масла. Из-за сложности конструкции стоимость устройств повышенная, и владелец дополнительно тратит деньги на особое обслуживание. Откачка зависит от типа газа. Процесс замедляется, если возникла необходимость в удалении легких газов.

Из компрессора от холодильника

Для изготовления более мощного устройства, чем вакуумный насос из автомобильного компрессора, можно использовать компрессорный узел от холодильника. Холодильный агрегат необходимо освободить от конденсатора и испарителя, просто перерезав медные трубки, при помощи которых такие приборы соединяются с компрессором. Кроме того, решив изготовить насос вакуумного типа из компрессора холодильника, следует иметь в виду, что его необходимо будет оснастить ресивером и отстойником для сбора конденсата.

Компрессорный узел от старого холодильника

Подключается и подготавливается к запуску вакуумная установка, изготавливаемая из компрессора от холодильника, следующим образом.

1. В компрессор через специальную трубку заливается обычное масло.
2. На трубку устройства, через которую в него будет поступать воздух, устанавливается пылеулавливающий фильтр.
3. Трубка нагнетания воздуха через разветвитель подключается к ресиверу.

Самодельное устройство на базе компрессора от холодильника можно использовать как приспособление для откачки масла из двигателя через отверстие под щуп

Использовать такое устройство можно и как обычный компрессор, и как вакуумный насос, для этого достаточно соответствующим образом подключить шланги устройства к ресиверу и к магистрали, по которой осуществляется забор воздуха.

Изготовление водокольцевого или низковакуумного насоса

Задумываясь над тем, как сделать вакуумную камеру или пресс, вакуум в котором обеспечивает требуемое давление на заготовку, следует иметь в виду, что для их оснащения потребуется более мощное насосное оборудование. Таким оборудованием, в частности, является водокольцевой или низковакуумный насос, при помощи которого создается 90–95 % вакуума. Чтобы устройства данного типа создавали еще больший вакуум, вода, используемая в них в качестве рабочей жидкости, заменяется на жидкую среду, характеризующуюся более высокой точкой кипения.

Основные элементы вакуумного водокольцевого насоса

Работают такие устройства, которые оптимально подходят для пресса вакуумного типа, по принципу центробежного насоса. Основным рабочим органом последнего является колесо с лопатками. При вращении такого колеса вместе с подаваемой в насос водой в центральной части рабочей камеры создается область низкого давления, что и способствует всасыванию воздуха через входной патрубок.

Чертеж вакуумного водокольцевого насоса

Вакуумная камера своими руками (как и все комплектующие для пресса вакуумного типа) может быть изготовлена в условиях домашней мастерской, оснащенной всем необходимым оборудованием и инструментами.