спиральный форвакуумный насос

Когда слышишь 'спиральный форвакуумный насос', первое, что приходит в голову — это что-то вроде усовершенствованного варианта пластинчато-роторного насоса. Но на деле разница куда глубже, и многие коллеги до сих пор путают принцип работы. Помню, как на одном из объектов в Новом Уренгое пытались использовать стандартный форвакуумник для откачки паров растворителей — результат предсказуем: закоксовывание и полный отказ через 40 часов работы. Именно тогда пришлось разбираться, почему спиральная схема в таких случаях выигрывает.

Конструкционные особенности, которые не бросаются в глаза

Если брать спиральные насосы от ООО Цзилинь Дунфан Нефтехимическая Промышленность Насосов — а мы их ставили на линию по нанесению покрытий в Челябинске — то там сразу видно отличие: две спирали, одна неподвижная, вторая орбитальная. Зазоры между ними микронные, но без контакта металла по металлу. Это ключевой момент, который многие недооценивают.

В том же судостроении, где требования к чистоте вакуума жёсткие, но при этом есть риск попадания капельной влаги, такая конструкция спасает. Не раз видел, как после перекачки парогазовых смесей с содержанием паров воды обычные насосы начинают 'хрипеть', а спиральные — нет. Хотя, конечно, если перекачивать агрессивные среды без подготовки, и они долго не проживут.

Кстати, по поводу подготовки — на сайте dfshby.ru есть конкретные кейсы по использованию в химической промышленности. Там указано, что для кислотных паров нужны дополнительные уловители, но на практике мы в Томске обходились установкой азотной продувки перед насосом. Работало, хотя и не идеально.

Реальные проблемы при эксплуатации

Самое слабое место — это перегрев спиралей при длительной работе на высоких оборотах. Неоднократно сталкивались, когда на металлургическом комбинате пытались использовать насос для непрерывной откачки печных газов. Температура спиралей доходила до 120°C, и начиналась деформация.

Пришлось дорабатывать систему охлаждения — добавили дополнительный контур с принудительной циркуляцией хладагента. Но это уже нештатная ситуация, которую производитель не предусматривал. Хотя в тех же нефтяных установках, где перекачивают лёгкие углеводороды, штатного охлаждения хватает с запасом.

Ещё момент — вибрация. Казалось бы, спиральный насос должен работать тише роторного, но если нарушена балансировка подвижной спирали, появляется характерное биение. В фармацевтическом производстве под Казанью из-за этого пришлось менять фундаментные болты — вибрация передавалась на чувствительное оборудование.

Сравнение с другими типами насосов

Если брать тот же пластинчато-роторный насос — для чистых сред он ещё куда ни шло, но когда в газе есть примеси... Помню случай на бумажном комбинате: взвесь целлюлозных волокон забила масляные каналы за неделю. Со спиральным такого не было — там нет масла в рабочей камере в принципе.

Хотя в горнодобывающей промышленности до сих пор часто используют водоструйные эжекторы — дешевле и проще. Но когда нужен стабильный форвакуум для диффузионных насосов в вакуумных печах — без спирального варианта не обойтись. Особенно если учитывать требования по остаточному давлению.

Кстати, о давлениях: многие технологи ошибочно полагают, что спиральные насосы могут работать в области глубокого вакуума. На практике — предел где-то 10?2 мбар, дальше уже нужны другие решения. Это важно понимать при проектировании вакуумных систем.

Модернизации и доработки

На химическом производстве в Омске мы экспериментировали с установкой дополнительных фильтров перед спиральным насосом — хотели увеличить ресурс работы с агрессивными средами. Ставили керамические фильтры с размером пор 0,1 мкм. Ресурс увеличился почти втрое, но производительность упала на 15%.

Ещё один интересный опыт — использование спиральных насосов в текстильной промышленности для создания вакуума в системах подачи волокна. Там главной проблемой оказалась статическое электричество — при сухом воздухе на спиралях накапливался заряд. Пришлось заземлять корпус через токосъёмные щётки.

Что касается температурных режимов — в документации к насосам от ООО Цзилинь Дунфан обычно указан диапазон до 80°C. Но на практике, при работе с перегретым паром в нефтехимии, корпус нагревался сильнее. Решили проблему установкой теплоотводящих рёбер — простое, но эффективное решение.

Перспективы и ограничения

Сейчас многие говорят о применении спиральных насосов в фармацевтике для сублимационной сушки. Технология перспективная, но есть нюанс — необходимость поддержания стерильности. Стандартные конструкции не всегда отвечают этим требованиям, нужны специальные исполнения.

В судостроении, особенно при строительстве LNG-танкеров, спиральные форвакуумные насосы используют для откачки паров сжиженного газа. Там критична взрывобезопасность — обычные электродвигатели не подходят, приходится использовать пневмопривод или специальные взрывозащищённые исполнения.

Если смотреть на развитие технологии — будущее за комбинированными решениями. Например, сочетание спирального насоса с турбомолекулярным для достижения более высокого вакуума. Но это уже тема для отдельного разговора...

Практические рекомендации по обслуживанию

По опыту скажу: главное — регулярная проверка зазоров между спиралями. На металлургическом производстве, где в газе есть абразивные частицы, зазоры увеличиваются быстрее, чем указано в регламенте. Мы ввели дополнительный контроль раз в три месяца вместо шести.

Ещё важный момент — чистота охлаждающей жидкости. Казалось бы, мелочь, но из-за накипи в системе охлаждения теряется до 30% эффективности теплоотдачи. Особенно актуально для регионов с жёсткой водой.

И последнее — не стоит экономить на замене уплотнений. Даже незначительная утечка в вакуумной системе сводит на нет все преимущества спиральной конструкции. Проверено на практике неоднократно, в том числе на объектах нефтехимической промышленности.