Вакуумные насосы с жидкостным уплотнением в промышленности

Создание разреженной атмосферы в промышленных процессах требует надёжного оборудования, способного работать в различных условиях. Системы с жидкостным уплотнением обеспечивают стабильную откачку газов при наличии паров, механических примесей и агрессивных компонентов. Такая технология находит применение в химической, нефтегазовой и горнодобывающей промышленности.

Как устроено оборудование

Водокольцевые насосы используют жидкость в качестве рабочего тела и уплотнителя одновременно. Внутри цилиндрического корпуса вращается ротор с лопастями, расположенный эксцентрично относительно оси цилиндра. Жидкость под действием центробежной силы образует кольцо у стенок корпуса, создавая серповидные рабочие камеры переменного объёма между лопастями.

При вращении ротора объём камер циклически изменяется. В зоне увеличения объёма происходит всасывание газа через впускное отверстие. При уменьшении объёма газ сжимается и выталкивается через выпускное отверстие. Жидкость обеспечивает герметичность рабочих камер и одновременно отводит тепло сжатия.

В качестве рабочей жидкости обычно используется вода, но для специальных условий применяют масло или другие жидкости. Выбор зависит от температуры процесса, химической совместимости с откачиваемыми газами и требований к чистоте среды. Система циркуляции обеспечивает охлаждение и очистку жидкости от загрязнений.

Технические особенности

Конструкция позволяет откачивать газы с высоким содержанием паров без риска конденсации внутри насоса. Жидкость непрерывно удаляет конденсат и растворимые компоненты из рабочей камеры. Это делает оборудование незаменимым для процессов с влажными газами и химическими парами.

Устойчивость к механическим примесям обеспечивается отсутствием трущихся металлических поверхностей в рабочей зоне. Твёрдые частицы выносятся потоком жидкости и удаляются через систему сепарации. Периодическая очистка системы циркуляции предотвращает накопление загрязнений.

Достижимая степень разрежения ограничивается давлением паров рабочей жидкости при рабочей температуре. Для воды при комнатной температуре предельное разрежение составляет около 30-50 мбар. Использование охлаждённой воды или масла позволяет достичь более глубокого вакуума.

Где используется технология

Химическая промышленность применяет оборудование для процессов с выделением агрессивных газов и паров. Дистилляция растворителей, сушка химических продуктов и вакуумная фильтрация требуют надёжной откачки в условиях высокой влажности. Химическая стойкость конструкционных материалов обеспечивает длительную работу с едкими средами.

Нефтегазовая отрасль использует системы для:

• дегазации нефтепродуктов перед транспортировкой;

• откачки газов из технологических аппаратов;

• создания вакуума в процессах переработки;

• удаления лёгких фракций при очистке.

Горнодобывающая промышленность задействует оборудование для обезвоживания горной массы и откачки метана из шахт. Способность работать с запылённым воздухом и высокой влажностью критична для подземных условий. Взрывозащищённое исполнение обеспечивает безопасность в шахтной атмосфере.

Целлюлозно-бумажная промышленность применяет вакуумные системы на формовочных столах бумагоделательных машин. Удаление воды из бумажного полотна через перфорированную поверхность требует равномерного разрежения по всей ширине стола. Надёжность работы определяет производительность линии.

Преимущества и ограничения

Основное преимущество — способность работать с влажными и загрязнёнными газами без специальной подготовки. Жидкостное уплотнение обеспечивает герметичность независимо от износа деталей. Простота конструкции снижает требования к квалификации обслуживающего персонала.

Энергопотребление остаётся стабильным в широком диапазоне давлений. Отсутствие критических режимов работы упрощает интеграцию в технологические линии. Возможность работы при переменной нагрузке без регулирования производительности снижает сложность систем управления.

К ограничениям относится необходимость системы циркуляции и охлаждения жидкости. Расход воды составляет от единиц до десятков литров в минуту в зависимости от производительности. Для закрытых систем требуется теплообменник достаточной мощности. Утилизация загрязнённой жидкости должна соответствовать экологическим нормам.

Обслуживание и эксплуатация

Регулярный контроль уровня и температуры жидкости обеспечивает стабильные параметры работы. Перегрев снижает достижимое разрежение и увеличивает энергопотребление. Автоматические системы контроля поддерживают оптимальный температурный режим.

Очистка системы циркуляции от механических примесей продлевает срок службы насоса и трубопроводов. Фильтры и сепараторы требуют периодической промывки или замены. Частота обслуживания зависит от чистоты откачиваемых газов.

Проверка состояния подшипников и уплотнений вала предотвращает утечки и вибрацию. Своевременная замена изношенных деталей дешевле ремонта после аварийной остановки. Плановое обслуживание по графику минимизирует незапланированные простои производства.