Různá technická zařízení, mechanická zařízení a sestavy jsou schopné provozu za tlakových podmínek pod atmosférickým tlakem. K vytvoření a měření úrovně vakua se používá specializované vakuové zařízení. Protože organizování vysokého tlaku a jeho působení na určité materiály nebo látky vyžaduje celý komplex různých jednotek, nazývá se jejich kombinace vakuový systém. Za hlavní součásti takových systémů jsou považovány vývěvy, které odstraňují směsi par a plynů, čerpají vzduch, mění molekulární složení různých látek vytvořením sacího efektu a působením určitého stupně tlaku na zpracovávaný materiál.
vakuový systém
Tato struktura je druh komplexu, který zahrnuje vývěvy zapojené v sérii nebo paralelně, zaměřené na jednu oblast použití. Počet čerpadel obsažených ve vakuovém systému závisí na požadovaných parametrech a úrovni vakua. Díky této struktuře se výrazně snižují náklady na výrobu určitých materiálů, zjednodušuje se údržba zařízení a zvyšuje se objem výroby. Navíc je možné tyto jednotky umístit mimo výrobní dílnu, což nejen uvolní pracovní prostor, ale také zpříjemní práci zaměstnanců. Hovoříme o absenci zvýšení vnitřní teploty, stejně jako o snížení hladiny hluku z provozu čerpadel. Vakuový systém je v provozu stabilnější, na rozdíl od použití přístrojů samostatně. To je způsobeno vzájemnou pomocí jednotlivých komponentů mezi sebou, v případě úniku nebo ztráty napájení.
Další výhodou je všestrannost a multitasking. Faktem je, že si můžete postavit vakuový systém pro jakýkoli účel, což například vyžaduje zajištění 5 samostatných dílen s různým stupněm vakua současně. Ve standardních verzích vakuových systémů na klíč je provozní rozsah pro čerpání a zpracování vzduchu nebo plynu od 10 do 6000 m 3 /hod, což je dostačující k tomu, aby 98% výrobních organizací poskytlo potřebný výkon k vytvoření nízkého/vysokého tlaku.
Schéma vakuového systému
Ve standardní verzi se vakuové systémy skládají z následujících prvků, jejichž souhrn poskytuje požadovaný výsledek: jedna nebo více vývěv; regulátory průtoku a tlaku vzduchu nebo plynu; lapače pro směsi par a plynů pevných částic; senzory pro měření a odečítání potřebných indikátorů, když je látka ve vakuu.
Téměř vždy vakuový systém obsahuje čerpadlo přední linie, které poskytuje konstrukci nižší úroveň tlaku. Velmi důležitým prvkem je také sifon, který se instaluje nad přečerpávací čerpadlo. Do odčerpávané nádoby je nutné zamezit vnikání par s vysokým obsahem vlhkosti a plynů, které mohou negativně ovlivnit provozní proces celého systému. Kromě toho je takový lapač schopen odstraňovat olejové emise z čerpadel, která pracují na mazivo z vakua, což také velmi účinně zvyšuje charakteristiky vakuového systému.
Aby bylo možné některý prvek systému odpojit nebo přidat, používají se speciální těsnění a vakuové ventily. Tak je možné např. odpojit vadnou vývěvu a pomocí výše popsaných prvků hermeticky utěsnit vstupní nebo výstupní otvor vakua a také propojit příruby dalších zařízení s potrubím před a za vývěvou, která byla odstraněny, aby se nezastavil provoz vakuového systému. Toto potrubí se nazývá obtokové potrubí a je nedílným nástrojem pro plný provoz jakéhokoli vakuového systému bez ohledu na velikost podniku.
Automatický vakuový systém
V souvislosti s technickým rozvojem moderních podniků se staly velmi populární automatické vakuové systémy, které jsou schopny zcela samostatně organizovat požadovanou úroveň vakua, připojovat nebo odpojovat potřebné moduly, ovládat uzavírací ventily a další technologické manipulace související s zajištění nepřetržitého provozu celé výroby.
Mezi prvky a mechanismy, které lze automatizovat, patří:
- Vakuová pumpa nebo vakuová instalace, která zajišťuje čerpání plynů a vzduchu;
- Propojovací potrubí, která zajišťují synchronizaci jednotlivých prvků mezi sebou pro doladění potřebných provozních podmínek celého systému;
- Vakuová komora nebo jakákoli jiná utěsněná nádoba, která poskytuje požadovanou úroveň vakua;
- Pojistky a uzavírací ventily;
- Sada nezbytných senzorů a detektorů netěsností, které v reálném čase signalizují počítači možné poruchy a stav systému;
- Samotný ovladač nebo počítač, který vlastně zajišťuje automatizaci vakuového systému.
Všechny výše uvedené mechanismy nemusí být potřeba (kromě čerpadla) nebo mohou být doplněny jinými mechanismy. Vše závisí na konkrétním podnikání a požadovaných pracovních podmínkách. Je také možné, že stejná zařízení mohou být duplikována, díky čemuž je možné zvýšit počet výrobních procesů, které vakuový systém zajišťuje s požadovaným tlakem.
Účel vakuového systému
Ve skutečnosti si mnozí ani neuvědomují, že tento druh technologie se používá téměř ve všech oblastech lidské činnosti. Může to být organizace odpadních vod nebo cirkulace proudění vzduchu uvnitř budovy, odstraňování stavebního a průmyslového prachu, přeprava sypkých směsí a mnoho dalšího. Tato popularizace byla možná díky použití inteligentních ovládacích panelů ve vakuových systémech, které umožňují nejjemnější nastavení zařízení vhodného pro jakýkoli typ výroby, zpracování nebo výzkumu.. Nejoblíbenější oblasti použití jsou:
- Všechna odvětví lehkého průmyslu;
- Závody na zpracování železných a neželezných kovů;
- Výzkumné ústavy a vědecká centra;
- Zemědělství a chov dobytka;
- Výroba léčiv, jakož i jejich balení;
- Zpracování dřeva, výroba dřevěných předmětů;
- potravinářský průmysl;
- Chemický vývoj a výzkum;
- Aplikace v domácích podmínkách, k zajištění lidského života.
Údržba vakuového systému
Velmi důležitou podmínkou pro plný provoz vakuového systému je jejich geografická poloha. To je způsobeno tím, že zařízení vyžaduje snadný přístup, a to platí zejména pro mechanismy pracující na vakuový olej, protože jeho hladina musí být neustále doplňována pro maximální výkon vakuových čerpadel. Potřeba demontáže a opětovné montáže jednotlivých součástí systému by měla být také co nejvíce minimalizována, protože kvalita vakuových těsnění není vždy známa a může vést k vytváření tlakových netěsností, což má za následek celkovou ztrátu výkonu systému. Upozorňuji, že téměř všechny mechanismy vakuových systémů jsou poměrně odolné, s výjimkou rotorového ložiska u vývěv. Tato část má tendenci se rychle opotřebovat, bez ohledu na výrobce čerpadla. Vzhledem k tomuto faktoru je nutné mít přídavná bypassová zařízení, abyste mohli rozbité čerpadlo kdykoli vypnout a opravit jej.
Hledání netěsností ve vakuovém systému
Právě pro eliminaci nekvalitní montáže prvků systému nebo samovolného vzniku podtlakových netěsností se používají speciální detektory netěsností. Vzhledem k tomu, že je téměř nemožné organizovat monitorování úniku v automatickém režimu, který vám umožňuje sledovat všechny součásti vakuového systému (ačkoli, pokud peníze nejsou problémem, pak je vše možné), tzv. metoda vytáčení všech připojených částí, jakož i potrubí a vstupních částí, do vakuových nádrží.
Při hledání netěsností v systémech s vysokým vakuem jsou věci úplně jiné. Faktem je, že instalací tlakových senzorů do hlavních komponent můžete poměrně přesně měřit a řídit stav úrovně podtlaku v celém systému, což snižuje nejen pracnost hledání netěsnosti, ale také výrazně snižuje časové náklady. To bylo možné, protože při vysokém tlaku senzor snadno detekuje jakýkoli skok ve vakuové ztrátě.
Čerpací stanice jsou celé komplexy high-tech systémů. Jsou schopny zásobovat vodou obrovské průmyslové jednotky, hasičská vozidla nebo zásobovat vodou dům či dokonce celé město. Mohou také odstranit odpadní vody a přesměrovat je do čistíren.
Vakuová čerpací stanice: popis
Čerpací stanice jsou komplexem systémů, které zajišťují čerpání kapaliny z jednoho zásobníku do druhého, zahrnují technologickou budovu a zařízení jako jsou: vývěvy (hlavní a náhradní), vakuové uzávěry, potrubí, usazovací nádrže a filtry. Hlavní typ aplikace sahá do vytvoření vodárenské infrastruktury pro obytné komplexy, zajištění kanalizační kanalizace, proces čerpání ropy z jejího pole atd. Přenosné čerpací stanice lze využít při odčerpávání zaplavených oblastí, k zavlažování, čerpání vody z řeky nebo jezera a podobným manipulacím.
Čerpací jednotky jsou schopny přemisťovat látky, jako jsou:
- Čistá voda;
- Špinavá voda;
- Směsi písku a štěrku;
- Ropné produkty a palivo;
- Plynem nasycené kapaliny, kyseliny a chemikálie;
- Koncentrát páry a vody.
Vakuová čerpací stanice slouží k zajištění funkčnosti čerpadla pro zásobování vodou, sifony a další typy čerpacích agregátů. Principem činnosti je vytvoření automatické údržby mechanismů v naplněném stavu. Vakuové čerpací stanice jsou také potřebné k blokování startu nebo zastavení během provozu čerpadel, pokud pracují bez maziva. Mohou vykonávat své funkce jak průběžně, např. organizovat zásobování vodou v průmyslovém měřítku, tak cíleně v případě vodních čerpacích stanic.
Provedení: vývěva + stanice
Konstrukce čerpací stanice je blok požadované velikosti, který může obsahovat jedno nebo více vodních čerpadel, která čerpají vodu z jednoho zdroje. Ke standardní výbavě tak patří nádrž o objemu 150-400 litrů a vývěva.
Pokud uvažujeme o instalaci vakuové stanice ve zdravotnických zařízeních, pak její provedení v souladu s evropskými normami sestává z minimálně tří vakuových čerpadel napojených na vakuový kolektor. Mezi další prvky systému musí být mechanismy pro čištění a recyklaci odpadního vzduchu, protože čerpadla jsou nasávána olejem, což způsobuje silné znečištění výfukových plynů. Pro tyto procesy je vakuová čerpací stanice vybavena speciálními antibakteriálními filtry a také sběrači sekretu. Dalším důležitým detailem je oddělení vakuové stanice od kompresorové jednotky, která by měla být umístěna v různých místnostech.
Vzhledem k vysoké popularitě používání takového zařízení ve výzkumných laboratořích, lékařských institucích a podobných organizacích by čerpací stanice měla sestávat z následujících prvků:
- Celá konstrukce musí být instalována na pevném rámu;
- Mechanický přijímač;
- Čerpací jednotky;
- Filtrační zařízení;
- Jednotka dálkového ovládání;
- Senzory řízení vakua.
Výrobci takových systémů mohou vytvářet jak kompletní řešení na klíč, tak jednotlivé jednotky na míru pro integraci do stávajícího systému. Při objednání vakuové čerpací stanice můžete vybavení doplnit o další prvky, jako jsou:
- Individuální antibakteriální filtry určené pro konkrétní typ kontaminantu;
- Dotykový panel na řídicí jednotce zjednodušující údržbu stanice;
- Systémy pro vzdálený monitoring pracovních procesů celého systému.
Princip činnosti vakuových čerpacích stanic
Ve skutečnosti samotný proces provozu čerpací stanice není příliš složitý. Spočívá v čerpání vody do zásobní nádrže a také v zajištění jejího automatického naplnění na určitou úroveň, jak se kapalina spotřebuje. Automatizace se provádí instalací speciálního senzoru, který sleduje stupeň naplnění nádrže a zapíná čerpadlo, když nastavená hladina klesá.
Konstrukčně je vakuová stanice provedena ve formě monobloku, uvnitř kterého je čerpadlo připojeno k hydraulickým akumulátorům přes relé. Úkolem posledně jmenovaného je automaticky zapnout čerpadlo, aby znovu odebralo kapalinu, když tlak vody klesne na úroveň, na kterou je relé nastaveno. Takové jednotky jsou potřebné k získávání vody z hlubokých vrtů nebo jakýchkoli jiných zdrojů. Čerpací stanice slouží také k zajištění normálního tlaku vody v obytných budovách, jejíž organizace spočívá v dodatečné rezervě kapaliny v nádrži, odkud čerpadlo čerpá vodu do potrubí a zvyšuje tak tlak u konečného uživatele. Zvláštností takových systémů je, že nemusí být ponořeny do zpracovávané kapaliny. Čerpací stanici stačí nainstalovat na vhodnou plochu a zajistit elektřinu. Všechny možné nouzové situace, jako je vodní ráz, jsou eliminovány automaticky nebo ručně operátorem.
Při použití těchto zařízení v kanalizačních systémech je nutné jejich konstrukci doplnit o speciální mechanismy, které zachytí tuhý odpad a přemístí jej do samostatného kontejneru. Ke zpracování takového odpadu se používají speciální čerpadla s řezacími mechanismy, která pevné částice rozmělní a následně vypustí do potrubního vedení, které vede za lapacími mechanismy. Velmi důležitým bodem při nákupu čerpací stanice je povědomí o objemu spotřebované vody, která bude zpracována. Důvodem je správný výběr hydraulického akumulátoru pro zajištění maximální účinnosti stanice.
V případě čerpání vody ze studny, jejíž hloubka dosahuje 50 m, je čerpací stanice vybavena ejektorovým zařízením a ejektorovými čerpadly. Umístěním ejektorové trysky na samé dno vrtu je dosaženo schopnosti čerpat kapalinu z tak velké hloubky. Vzhledem k tomu, že hlavní mechanismus je umístěn na povrchu, může být umístěn poměrně daleko od umístění studny. Významnou nevýhodou je silný pokles účinnosti výkonu, pokud čerpaná voda obsahuje ve svém složení velké množství těžkých nečistot.
Pokud je samotný princip fungování vakuových čerpacích stanic docela jednoduchý, pak totéž nelze říci o technické stránce v podobě jednotek, které zajišťují vodovodní systém. V závislosti na požadavcích, které jsou přítomny v místě použití čerpací stanice, lze následující charakteristiky klasifikovat jako:
- Pracovní oblast použití;
- Napájení kapaliny, které závisí na umístění zdroje příjmu vody;
- Územní rysy a stavební překážky. V závislosti na způsobu čerpání a jeho účelu jsou čerpací stanice rozděleny do následujících podtypů: zavlažovací systémy, které dodávají vodu do speciálních kanálů; odvlhčovací stanice; čerpací zařízení, která dodávají vodu do uzavřených zavlažovacích systémů.
V zásadě, bez ohledu na oblast použití a požadovaný tlak vody, mají vakuové čerpací stanice 4 úrovně výkonu: nejnižší úroveň – maximálně 1 m 3 za sekundu; průměrná hladina do 10 m 3 za sekundu; vysoká hladina až 100 m 3 za sekundu; ultravysoký přívod kapaliny, jehož rychlost je více než 100 m 3 za sekundu.
V závislosti na zdroji energie pracovních částí čerpací stanice existují dva typy napájení: elektřina, zajišťuje provozuschopnost ze sítě 12, 220, 380 voltů; spalovací motor, který běží primárně na motorovou naftu. V závislosti na tom jsou vakuové stanice určeny pro celoroční funkčnost nebo sezónní provoz. Existují i úpravy, které jsou schopny odebírat vodu nejen z povrchových nádob, ale i z podzemí.
Podle konstrukčních prvků a oblasti použití čerpacích stanic existují dva typy jejich umístění:
- Stacionární. Je určena umístěním technického zařízení, vodovodního potrubí, uzavíracích armatur a dalších prvků v jedné speciálně určené budově nebo místnosti umístěné mimo obecnou konstrukci budovy. Takové stanice lze ovládat buď ručně, nebo automaticky, ale dodávka provozní energie je téměř vždy z elektrické sítě.
Mobilní, pohybliví. Velmi oblíbený typ vakuových čerpacích stanic v zemědělství, záchranných akcích, hasičských vozech a tak dále. Existuje mnoho typů mobilních stanic, které se zase používají pro různé druhy provozu. Pokud je nutné odebírat vodu pro zavlažování zemědělských polí z přírodního vodního zdroje, pak je nutné dodržet určité podmínky, které jsou nutné pro plný provoz stanice. Před instalací jednotky v blízkosti zdroje je tedy nutné připravit rovnou plochu na břehu, která nebude výše než 3 m nad hladinou vody. Minimální hloubka ponoru sací hadice je 0,8 m, při nižší hladině je nutné pod hadicí udělat jímku nebo použít štípačku s hubicemi o tenčím průměru, ale tak, aby dohromady vytvářely stejný objem vodu, kterou by hlavní potrubí absorbovalo. Konstrukce čerpacích stanic s možností pohybu může být namontovaná nebo tažená. Přívěsný agregát se tak připojí například k traktoru, ze kterého je napájen přes baterii. Přídavná zařízení jsou vybavena spalovacími motory na motorovou naftu. Pokud je čerpací stanice určena pro malé čerpání kapaliny (do 1 m 3 za sekundu), pak mohou být poháněny z elektrické sítě a v polních podmínkách je to zajištěno dieselovou nebo benzínovou elektrárnou.
Rychlost montáže vakuových čerpacích stanic obvykle trvá trochu času. Může za to již hotový systém, který vyžaduje pouze zajištění a připojení potřebných vývodů a pohonů. V případě stacionárních instalací je nutné vybavit další zdroj energie, který v případě výpadku proudu bude pokračovat ve funkčních povinnostech čerpadel a zajistí nepřetržitý provozní cyklus stanice.
