Расчет вакуумных систем
Вакуумная система - группа взаимосвязанных агрегатов, предназначенных для формирования и поддержания состояния вакуума требуемого уровня, которая предусматривает широкую область применения в научно-исследовательской деятельности и участвует в производственных процессах металлургии, сфере деревообработки и нефтедобычи, медицине и фармацевтике.
Расчет вакуумной системы и ее моделирование - обязательный этап производства устройств для создания разрежения, который обеспечивает подбор основных рабочих узлов и их компонентов с учетом требуемых характеристик и с целью достижения максимальной эффективности при эксплуатации.
Расчет вакуумных систем
Содержание:
Устройство вакуумных систем
Устройство вакуумных магистралей предусматривает наличие следующих элементов:
- Насосы и основные рабочие узлы (электродвигатель, аккумулятор);
- Шланги, соединительные трубы и трубопроводы;
- Системы вакуумной фильтрации;
- Затворы, шлюзы и откачиваемые сосуды;
- Элементы вибро- и шумоизоляции;
- Манометрический преобразователь;
- Защитный тепловой экран;
- Откачной пост, натекатели и ловушки;
- Вакуумметры и ресиверы;
- Маслоотделители и маслоочистители (в конструкциях, работающих на масляной основе).
Конструктивный состав установки зависит от типа откачного насоса, который определяет технологический цикл работы оборудования и необходимые рабочие узлы. Применение азотных ловушек обеспечивает формирование высокого вакуума, в котором отсутствуют органические компоненты и прочие конденсирующиееся пары. Ловушки предназначены для улавливания газов и паров, чтобы предотвратить их проникновение в рабочую камеру и последующее снижение показателей давления.
Устройство вакуумных систем
Отдельную категорию оборудования представляют вакуумные системы дегазации, которые применяются для вывода воздуха из смол, полиуретановых и силиконовых материалов, а также для тестирования герметичности газовых баллонов. Конструкция данной установки включает: пластинчато-роторный масляный насос, вакуумметр и раму, герметичный корпус из стали и систему автоматики.
Вакуумные системы: проектирование и моделирование
Важным условием при проектировании установок является обеспечение совместимости основных рабочих узлов, а также соответствие технологическим эксплуатационным требования. С учетом назначения использования и функциональности по параметрам рабочего давления агрегаты делятся на следующие категории:
- Низкого вакуума - задействованы в промышленном производстве, подходят для изготовления вакуумной упаковки;
- Среднего уровня - широко востребованы в фармацевтике и на металлургических предприятиях;
- Высокого и сверхвысокого - используются для работы оборудования высокотехнологичного типа (микроскопы, масс-спектрометры).
При моделировании вакуумной магистрали необходимо принимать во внимание степень чистоты технологического цикла. Для чистых процессов характерно применение безмасляных насосов типа Рутс, мембранных, винтовых и спиральных, которые позволяют исключить воздеуствие паров масляных компонентов. Для грязных процессов важно учитывать подверженность конструкционных материалов системы коррозийным процессам. Принципиальное значение также имеет выбор запорной арматуры и уплотнительных элементов для обеспечения герметичности установок.
Вакуумные системы: проектирование и моделирование
Методика расчета вакуумных систем предусматривает два этапа:
- Проектный расчет - включает определение принципиальной схемы магистрали, тип используемых насосов и их габаритные размеры, примерная длина соединительных трубопроводов и разновидность запорной арматуры;
- Поверочный расчет - предполагает детальное уточнение характеристик основных элементов в соответствии с требованиями проекта.
Следующим этапом выступает создание конструкции установки с уточнением типоразмеров основных рабочих узлов. При дальнейшей работе применяется стенд для проверки вакуумных агрегатов, который позволяет проводить настройку, отладку и контроль функционирования устройств.
