Устройство и принцип работы вакуумных насосов различных типов, изготовление насоса своими руками

Область применения

Впервые вакуумный принцип работы насосов был использован ещё в 1650 году, когда немецкий изобретатель Отто фон Герике разработал поршневую механическую установку, имеющую водяное уплотнение. В последующем конструкция неоднократно совершенствовалась, а уже в начале прошлого века появились классические компрессионные установки, которые работали с разреженной средой, отличались максимальной эффективностью, при этом такая техника была надежна и долговечна.

Электровакуумные насосы не только используются в быту и для организации автономных систем водоснабжения, но и широко применяются в народном хозяйстве. Такая техника незаменима в следующих сферах:

химической и нефтеперерабатывающей промышленности;
на производствах для дегазации металлов;
в текстильной промышленности и фармацевтике;
в пищевой продукции для фасовки жидкостей;
вакуумирующие насосы обеспечивают правильность работы конвейерных линий;
в медицине в стоматологии и хирургии;
в полиграфии для дозированной подачи красок.

Наиболее востребована такая техника в быту в системах автономного водоснабжения. В продаже можно найти различные модификации вакуумных насосов, которые отличаются своим типом, габаритами, мощностью и рядом других показателей.

https://youtube.com/watch?v=bwqR2VPRlgA

Разновидности самодельных конструкций

Видов насосов может быть много. Это зависит от их прямого предназначения. Самым простым вакуумным упаковщиком можно по праву считать медицинский шприц. Но недостаток его в том, что вакуум можно создать в маленьких объёмах

И даже если дома нет медицинского шприца, то можно с лёгкостью его купить в аптеке, только следует обращать внимание на размер

Но для того чтобы можно было упаковывать большие объёмы, хорошо подойдет автомобильный насос. Его нужно просто переработать под требуемые параметры. Тем более, вакуумный насос из автомобильного компрессора своими руками сделать не составит никакого труда.

Также можно сконструировать вакуумный насос из компрессора от холодильника, или переделать приспособления от аквариума.

Использование автомобильного насоса

Самодельный вакуумный насос можно выполнить из разных исходных материалов. Самые популярные варианты — это автомобильные и велосипедные ручные насосы.

А изготовить его можно с помощью следующих шагов:

Для начала необходимо разобрать конструкцию. Сперва открывается крышка на резьбе, которая держит весь механизм вместе.
Потом нужно вытянуть поршень и снять кольцо (оно выполняет функцию уплотнения). Снять его можно, открутив винт, расположенный снизу.
После этого уплотнитель нужно перевернуть и прикрутить винт обратно.
Собрать механизм.

Таким образом можно собрать аппарат, который создаёт несильный вакуум в ёмкостях с небольшим объёмом. Но дополнительно для вакуумного насоса нужно вмонтировать ещё и клапан.

Монтаж вакуумного клапана

Для того чтобы сделать вакууматор своими руками, в любом случае понадобится обратный клапан. Его можно легко найти в магазине, где продаются животные. Такая деталь устанавливается в компрессор от аквариума. Как вариант можно спросить знакомых, у которых есть рыбки, возможно, они имеют такие сломанные компрессоры. Поэтому обратный клапан будет не жалко, так как он уже сломан. Он идеально подойдёт в качестве запчасти для вакууматора.

Такой клапан необходимо закрепить на месте отверстия будущего аппарата. К клапану прикрепляется трубка, которая будет входить в ёмкость. Он также должен быть поставлен правильной стороной, чтобы втягивать воздух к себе, а не выпускать обратно. Для того чтобы проверить, в каком направлении работает клапан, перед установкой в него нужно подуть. Если воздух не проходит, то этой частью необходимо его прикреплять к основе конструкции. В том случае, когда клапан качественный и надёжно загерметизированный, то таким аппаратом можно создавать давление в 190 МБар.

Изготовление из компрессора

Небольшой насос не может исполнять все функции, которые нужны для современной хозяйки. Для более мощного аппарата необходимо использование дополнительных приборов. Для этого идеально подойдёт мотор с электроприводом. Можно использовать обыкновенный компрессор или помпу. Причём, такая работа абсолютно не трудоёмкая. Нужно всего лишь вмонтировать трубку в отверстие мотора, но перед этим снять фильтр. После соединения трубки аппарат готов к использованию.

Иногда продукты, которые необходимо вакуумировать, содержат большое количество влаги. Для того чтобы избежать поломки, нужно вмонтировать дополнительную сушку, которая состоит из ресивера и отстойника.

Вакууматор из мотора от холодильника

Бытовой компрессор не всегда можно найти в хозяйстве, поэтому следует искать альтернативные варианты. Холодильники, особенно некачественные, могут иногда ломаться. Вот из мотора от старого холодильника можно сделать вакууматор. Также можно использовать кондиционеры.

Такая конструкция создаётся по следующему алгоритму:

Для начала необходимо отрезать трубки холодильника, соединяющие компрессор, испаритель и конденсатор

На этом этапе нужно обратить внимание на то, каким образом компрессор подключается к сети и реле, так как неверная переделка и установка не только приведут к неправильной работе, но и конструкция может выйти из строя.
После этого только остаётся присоединить шланг и можно пользоваться.. Хотя такой аппарат не будет обладать мощностью заводских аналогов, но выполнять все основные функции, которые нужны на кухне, он может очень хорошо

Хотя такой аппарат не будет обладать мощностью заводских аналогов, но выполнять все основные функции, которые нужны на кухне, он может очень хорошо.

Тем не менее у всех вариантов самодельной вакуумной конструкции могут произойти такие поломки:

Поломка электрического двигателя или его неквалифицированное подключение к сети.
Несогласованность привода и вала мотора холодильника.
Заклинивание рабочего элемента.
Создаётся накипь.
Перегрев вакууматора и его деталей.

Таким аппаратом можно без проблем откачать воздух из банки или бутылки.

Особенности

Как показывает практика, сложности в продлении периода работы связаны с порчей рабочих пластин, повреждаемых при взаимодействии с абразивными частицами, которые находятся в перекачиваемой массе. Создан насос вакуумный пластинчато-роторный для перекачки жидкостей всевозможных типов, он имеет корпус с профилированной плоскостью, с нагнетательными и вбирающими окнами. Среди недостатков стоит отметить снижение показателей надежности во время перекачки масс с инородными включениями и различными примесями. Переносимая среда в ходе работ проходит к напорным патрубкам от втягивающих, при этом на плоскости ротора и корпуса налипают посторонние частицы. Если размеры элементов, имеющихся в жидкости, превосходят максимально допустимый предел, есть вероятность повреждения ротора устройства и внутренней поверхности.

Более совершенной конструкцией обладает насос пластинчатый НПЛ с окнами нагнетания и поглощения на внутренних поверхностях. Данное устройство имеет ротор с пазами, установлены в его полостях специальные пластины, перемещающиеся в радиальном направлении. Недостаток данной конструкции заключается в неравномерном износе поверхности пластин, внутренней крышки, корпуса. Задние рабочие грани и кромки неравномерно изнашиваются из-за перепадов давления в открывающейся камере и напорном канале во время перехода пластины в лекальную область. Помимо этого, стоит отметить повреждения, вызванные попаданием крупных частиц в зазоры между деталями, которые не были задержаны фильтром канала.

Самостоятельное изготовление вакуумного насоса

При желании, можно сэкономить и не покупать готовый вакуумный агрегат, сделав его собственными руками. Если насос планируется использовать для дома, например, откачивать воздух из небольших емкостей, то пригодится одноразовый шприц. Необходимо соединить тройник и шприц гибкими трубочками. По бокам устанавливаются 2 обратных клапана.

В бытовых целях народные умельцы модернизируют автомобильные или велосипедные насосы. Для этого устройство разбирают, разворачивают манжету на 180 градусов и собирают заново. Подобное изменение конструкции приводит к тому, что агрегат перестает накачивать воздух, а, наоборот, начинает вытягивать. Необходимо установить обратный клапан в месте соединения шланга и модернизированного устройства.

В качестве обратного клапана можно использовать запасную часть от аквариумного компрессора.

Чтобы изготовить качественный вакуумный насос часто используют компрессор от холодильника. Принцип его работы заключается в откачке паров хладагента из испарителя, и последующего направления их в конденсатор. Поскольку он уже предназначен для перекачки газообразного вещества, то модернизация будет минимальной. Для этого необходимо:

отделить устройство от остальных приборов

установить воздушный фильтр на входе

прикрепить патрубок на выходе

подключить к электрической сети.

Применять модернизированный агрегат для откачки газожидкостной смеси ни в коем случае нельзя. Водные пары могут стать причиной поломки вакуумного насоса.

Вакуумные насосы отличаются габаритами, производительностью, объемом. Различные типы агрегатов применяют в завимости от особенностей конструкции.

ВВН и принцип его функционирования

Принцип работы вакуумного насоса ВВН тоже основан на создании среды для отсасывания паров и газов. В качестве главного узла таких устройств выступает круглый барабан, в котором находится ротор с лопатками. Когда ротор начинает вращаться, вода прижимается к стенкам барабана под действием центробежной силы. Вследствие этого образуется кольцо.

Ротор находится в стороне от центра, благодаря этому под ним образуется полость, которая разделена на ячейки разного объема. Когда ячейка находится на краю полости, она обладает незначительным объемом, что называется всасывающим окном. Однако при вращении объем возрастает, и в этой кондиции происходит засасывание газа. Объем становится максимальным, а ротор делает еще один круг. Из этого понятно, что принцип работы в этом случае основан на центробежной силе.

Какие бывают виды водяных насосов?

Поверхностные;
Погружные;
Бытовые;
Промышленные.

Погружные

Для них характерное полное погружение в жидкость и бесперебойная ее перекачка. Принцип работы: выталкивание воды наверх.

Плюсы наружных помп: они без труда смогут закачивать воду на высоту 20 м, легко поддаются монтажу и обслуживанию. Минусы: глубина максимальной откачки – 7 м, очень шумная работа. Существуют, конечно, бесшумные модели, но стоят они намного дороже.

Поверхностные

Это более мобильные устройства: могут легко переноситься и в момент работы находиться на поверхности земли. Принцип действия заключается в том, что жидкость поступает по трубопроводу и переводится в напорный сектор.

Плюсы глубинных оборудований: без труда справиться с глубиной даже 50 м, работают без шума, очень компактны. Минусы: слишком высокая стоимость.

Промышленные

Их отличает простота и надежность в установке, безопасность, возможность справляться с большими глубинами. Они также подходят для бытовых сфер, имеют высокую производительность и сниженный энергический расход.

Основные разновидности вакуумных насосов

Во время производства устройств для формирования вакуума применяют детали из пластмассы и металлов, которые обладают устойчивостью к химическому влиянию перекачиваемых веществ. Кроме того, элементы конструкции должны обладать достаточной прочностью. Обязательно подгоняют все узлы, проверяют герметичность, чтобы поверхности не пропускали обратно газы.

Выделяют несколько типов насосов, которые используют для дома и других целей.

Водокольцевые

Водокольцевой тип вакуумного насоса представляет собой одну из разновидностей жидкостно-кольцевых устройств, которые используются, чтобы разрежать циркуляцию чистой воды.

Прибор имеет цилиндрическую форму и ротор с лопатками, который вращается с помощью вала, который смещен от центра. Перед тем как включать устройство, его наполняют жидкостью. Когда запускается двигатель, крыльчатка разгоняет ее по стенкам корпуса. Между водой и роторным механизмом формируется серпообразная зона вакуума. В нее направляется газ из патрубка. Лопатки направляют его вдоль вала, и он выходит через отверстие.

Подобные типы устройств используют еще для того, чтобы частично очищать газ, когда он активно контактирует с жидкостью. Дополнительно присутствуют приспособления для откачки воды.

Водокольцевой вакуумный насос.

Применение жидкости как рабочей поверхности дает следующие плюсы:

Вода, когда вращается внутри устройства, не дает газу возвращаться.
Все детали устройства, когда постоянно вращаются, омываются водой, так что уменьшается трение, снижается их температура.
Подобный механизм редко нуждается в ремонтных работах и обладает долгим периодом эксплуатации. Кроме того, он потребляет немного электрической энергии.
Контакт с газами, которые содержат капли жидкости и небольшие механические примеси, не влияет на состояние оборудования.

Последний факт особенно важен при применении подобных устройств для откачивания воздуха из емкостей, которые содержат влагу. Используют их в кондиционерах, холодильных установках перед тем, как заполнять их фреоном.

Пластинчато-роторные

Насос пластинчато-роторного типа имеет корпус в виде цилиндра. Он отшлифован внутри. Сам ротор располагается в нем, при этом оси у них не совпадают. В роторе есть специальные двигающиеся пластины. Они прижаты к корпусу пружинами, так что внутри имеется сектор с пустым пространством.

Чтобы трение у пластин уменьшалось, их делают из материалов антифрикционного типа, а также применяют специальные масла с малой вязкостью. У таких насосов повышенная восприимчивость к чистоте газа или жидкости, которые перекачиваются, так что требуется периодически осуществлять очистку конструкции.

Пластинчато-роторный вакуумный насос.

Мембранно-поршневые

У мембранно-поршневых вакуумных насосов главной деталью служит гибкая мембрана, которая связана с механизмом рычагов. Его делают из материалов композитного типа, которые обладают стойкостью к нагрузкам. Края мембраны фиксируются к корпусу, а центр будет выгибаться.

К достоинствам такого механизма относится возможность использовать пневматический привод для контакта со взрывоопасными веществами, долгий срок применения, легкость регулирования расходов, экономичность, высокая герметизация, отсутствие остатков смазки и пр.

Винтовые

Функционирование винтовых вакуумных насосов основывается на том, что газ либо жидкость вытесняются вдоль вращающегося винта. Конструкция включает 1-2 ротора винтовидного типа, привод и статор. Из-за высокого качества устройство является недешевым. К преимуществам относится то, что уровень шума невысокий и есть способность перекачивать среды, которые содержат механические включения.

Устройство винтового насоса.

Вихревые

Вакуумные устройства вихревого типа похожи на центробежные насосы и подобное оборудование. Конструкция включает колесо и лопасти, которые вращаются на валу. Отличие заключается в патрубке-приемнике. Он располагается снаружи корпуса, а не возле центральной оси.

Такие насосы просто использовать и легко ремонтировать. Но при этом специалисты указывают на то, что у них низкий коэффициент полезного действия. Кроме того, они восприимчивы к попаданию примесей механического типа.

Установка клапана

Обратные клапаны для самодельных вакуумных насосов можно купить в магазине, где продается оборудование для аквариумов. Это недорогая пластмассовая деталь устанавливается в аквариумный компрессор. Возможно, у друзей или знакомых есть такой неработающий компрессор. С обратным клапаном в таком случае ничего не случается (потому что там нечему ломаться). Таким образом, его можно достать и поставить в наш самодельный вакуумный насос для откачки воздуха.

Клапан закрепляется в специальном отверстии прибора, и к нему присоединяется трубка, которая ведет в емкость. Само собой, данный элемент должен быть установлен правильно — нужно чтобы воздух проходил из емкости в помпу. Для проверки направления работы клапана перед тем, как его установить, в него нужно подуть, воздух при этом проходить не должен, это будет означать, что данный конец клапана присоединяется к насосу. Если деталь качественная, а все ручные соединения тщательно загерметизированы, то с помощью ручного вакуумного насоса можно обеспечить остаточное давление вакуума до 200 Мбар.

Добавочные элементы

При выборе можно обращать внимание на добавочные элементы, которые делают применение вакуумной помпы более простым или приятным:

Шкала. Нанесена на стенке колбы для того, чтобы можно было отслеживать увеличение фаллоса от использования к использованию.
Манометр. Позволяет запомнить комфортный уровень вакуума, чтобы быстро воссоздать его в следующий раз.
Эрекционные кольца, встроенные у основания. Продлевают эрекцию и делают мужчину более выносливым в сексуальном плане, особенно, если возбуждение обычно быстро проходит.
Шипованная или бугристая внутренняя поверхность. Добавляет пикантности и приятных ощущений во время использования.
Виброэлемент. Даёт добавочную стимуляцию и усиливает удовольствие

Как правило, чем больше таких элементов апгрейда в модификации, тем выше стоимость.

Какие приборы бывают и где используются

В современном мире люди очень часто встречаются с вакуумом в бытовой жизни. Такие устройства применяются в торможении автомобилей и в системах кондиционирования воздуха. Существует бытовой вакууматор для того, чтобы откачать воздух из упаковок с едой или объемными предметами.

Самодельные помпы можно применять в офисах

Приспособления применяются в разных отраслях промышленности:

Текстильной;
Пищевой;
Фармакологической;
Медицине;
Нефтегазовой;
Химической;
Электротехнической;
Металлургии;
Сельском хозяйстве;
Строительной.

Есть даже помпы для женщин и мужчин, усиливающие кровоток в разных органах. Вакуумные приборы используются практически везде, поэтому их конструкция бывает разной. Самые основные типы таких приспособлений разнообразны. Водокольцевой разработан раньше всех остальных и используется по настоящее время.

Для такого прибора нужна постоянная подача жидкости и электричества.

Вакуум в камере образуется за счет вращения механизма, погруженного в эту жидкость. Пластинчато-роторные — самые популярные в производстве. Используются для небольших закрытых систем. Пластинчато-роторные помпы в основном состоят из 2 камер. При работе ротора воздух из одного модуля перемещается в другой. Такие насосы бывают 2 типов – масляные и безмасляные.

Побочные эффекты

При нормальной эксплуатации прибора побочных эффектов в большинстве случаев нет. Они проявляются у тех, кто не учёл противопоказания или пользовался помпой не по инструкции.

Последствия могут быть следующими:

капиллярная сетка с повреждёнными сосудами в местах с особенно нежной слизистой;
сухость и шелушение кожных покровов в области головки;
трещины на поверхности члена;
болевые ощущения от гематом;
отёчность на мягких тканях.

Если долго неправильно пользоваться девайсом, вызывать появление микротравм и повреждения тканей, то можно добиться обратного эффекта – ослабевания либидо.

Классификация насосов

Водяные вакуумные насосы можно классифицировать разными способами, например, основываясь на принципе действия. Таким образом, насчитывают 4 вида. Если подразделять в зависимости от значений давления, при которых производительность становится максимальной, можно выделить 3 типа агрегатов:

Форвакуумные

Установки служат для предварительного разрежения. Используются для создания благоприятных условий функционирования высоковакуумного насоса либо экономии электроэнергии.

Высоковакуумные

Создают высокий вакуум.

Бустерные

Установки создают средний вакуум. Их применяют для увеличения напора в водопроводе, используют для откачки скважины, ирригации, пожаротушения, обустройства фонтанов, орошения, прочих бытовых задач и производственных процессов. Бустерный насос чаще других встречается в быту.

Разделение по принципу действия

Вихревая установка. Устройство обладает высокой всасывающей способностью, но совершенно не подходит для откачки грязной воды, поскольку излишне чувствительно к взвешенным частицам. Вакуум в установке создаётся в процессе вращения колеса с лопастями.
Центробежный вид. Функционирование агрегата связано с созданием центробежной силы. Она возникает от действия лопастей колеса, создавая нужный напор жидкости.
Ручной насос. Речь идёт о самом простом и бюджетном варианте, поскольку для его функционирования достаточно физических усилий. Устройство может быть крыльчатым либо поршневым.
Вибрационный тип. Главный элемент данного насосного оборудования – электромагнит. Он влияет на движение якоря, который встроен в него, и поршня. При колебаниях излишек жидкости выталкивается наружу. Основное преимущество установки – отсутствие электродвигателя и вращающихся элементов.

Самые распространённые разновидности

Поршневые установки . Не требуют масла, очень просты в эксплуатации.
Пластично-роторные агрегаты . Экологичны и бесшумны. Используются для длительных работ, ведь могут значительный отрезок времени функционировать бесперебойно.
Плунжерные конструкции . Отличаются высокой скоростью и надёжностью.
Диафрагменное оборудование . Самый надёжный тип из перечисленных. Не требует сложного ухода.

Предназначение устройства

Перед тем как изготавливать устройство, необходимо разобраться в его работе. Почти все потребители ежедневно сталкиваются с вакуумными упаковками и знают, что это такое. Они представлены в виде целлофанового изделия, в котором отлично сохраняются продукты, при этом не высыхая. В самых простых упаковках воздух выдавливается вручную, а более сложные — предусматривают использование рабочего механизма. Благодаря самодельному устройству можно создавать вакуум в любом пакете, хотя упаковку нужно будет герметизировать.

Вакуумные упаковки также используют для хранения одежды, так как объем уменьшается, и все вещи можно поместить в сумку или чемодан. Особенно распространено применение аппарата на промышленности в таких целях:

Использование для производства мешков и на упаковочных лентах;
Перегонка химического вещества, сушка химического препарата и сжатие газообразного вещества;
Очистка рыбы или овощей, переработка пищевых продуктов;
В полиграфии используются компрессоры в печатных и перерабатывающих механизмах;
Использование в очистных устройствах для очистки окружающей среды:
В медицинских дыхательных аппаратах и стоматологическом оборудовании.

Распространено использование вакуумирования для обработки дерева и придания ему эстетичности. Для этого деревянное изделие пропитывается маслом, а для ускорения процесса и большей эффективности деревянный предмет помещается в камеру, и производится откачка воздуха. При этом внутреннее давление древесины выталкивает воздух и всасывает масляное вещество.

Это интересно: Устройство гидравлического домкрата и принцип его работы: разбираем во всех подробностях

Виды вакуумных насосов и их принцип работы

Область применения

Популярные производители