Любой человек знает, что такое насос, и хотя бы раз пользовался им. Но вакуумная конструкция — это совершенно другое дело. Многие считают, что подобное приспособление используют в исключительно производственных целях, а для личного применения оно не подходит. Но они ошибаются. Устройство отлично подходит и для домашних нужд, но цена его высока. Поэтому многие задумываются о том, чтобы сделать вакуумный насос своими руками.
Для чего используют вакуумный насос
Перед началом работ по созданию вакууматора необходимо задуматься и понять, для каких целей будет применяться подобный агрегат, так как в процессе потратится много сил, энергии, денег и времени. Также часть людей интересуется, как устроен вакууматор.
Как правило, все знают, что такое вакуумная камера. Она выглядит как полиэтиленовый пакет с клапаном. В этой ёмкости хорошо хранятся продукты, они не высыхают и внутри не размножаются бактерии. Вакуумирование — это правильное хранение пищи. Простейшую вакуумную упаковку можно сделать способом выдавливания воздуха из неё.
Но более профессиональный метод — это использование насоса для подобных целей. Аппарат позволит откачать воздух из любого пакета, но при этом необходимо обеспечить герметичность. Таким способом можно хранить одежду. В вакууме она становится гораздо меньших размеров, и особенно это важно при надобности вместить большое количество вещей в чемодан.
Ни для кого не секрет, что мастера по дереву, для того чтобы сделать изделия более красивыми, обрабатывают их маслом. Чтобы усилить этот процесс, необходимо положить масло в вакуумную упаковку. Таким образом, древесина будет выдавливать из себя воздух, а масло — втягивать.
Модифицирование аквариумного компрессора
При необходимости обеспечения более высокого показателя разреженности можете использовать оборудование, созданное на основе бытового компрессора, способного нагнетать воздух под высоким давлением.
В переделывании аквариумного компрессора нет никаких сложностей. Сферы использования подобных приборов довольно многогранны. К примеру, некоторые хозяева применяют такие насосы для устранения специфического аромата, возникающего в процессе перегонки спирта.
Также подобного рода вакуумные насосы подходят для выполнения разного рода экспериментов, при проведении которых должно создаваться некоторое разрежение в перегонных кубах и разнообразных бродильных емкостях.
Первый шаг. Открутите крепления с корпуса используемого компрессора. В этом вам поможет отвертка.
Второй шаг. Разберите внутри компрессора узел, в составе которого присутствует элемент с клапанами.
Читать также: Какие бывают лед лампы
Третий шаг. Отпилите угол корпуса в месте, удобном для подведения насосного шланга. Соберите упомянутый узел компрессора в обратном порядке и вставьте его в корпус в соответствии с подготовленным отверстием.
Часть для модернизации отмечена красным
Четвертый шаг. Подготовьте в нижней стенке детали отверстие для удаления конденсата и случайно проникшей внутрь воды.
Пятый шаг. Обустройте систему отведения газов из вакуумного насоса. Для этого используйте клей и трубку подходящих размеров.
В результате устройство, собранное в обратной последовательности, будет откачивать воздух вместо его нагнетания.
Меняем клапаны местами
При разрежении, создаваемом таким оборудованием, можно будет уменьшать температуру кипения рабочих жидкостей.
При этом обязательно учитывайте тот факт, что в процессе выполнения подобной работы через агрегат будут проходить образующиеся пары, что категорически нежелательно. Поэтому в состав системы надо обязательно включить отстойник и ресивер – они будут способствовать осушению воздуха.
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.
10.8. Получение вакуума и избыточного давления. Часть 1
Для создания необходимого вакуума или избыточного давления в лабораторных реакционных сосудах или приборах применяют различные типы вакуум-насосов и небольших компрессоров. Вместо компрессоров часто используют газовые баллоны, из которых газ может поступать в рабочее пространство прибора или установки под давлением от 1 до 200 атм (0,1 — 20 МПа)
Иногда применяют для создания невысокого давления газа (не более 1 кПа) малогабаритные лабораторные вентиляторы и газодувки. С их устройством и основными характеристиками работы можно ознакомиться по проспектам фирм, их выпускающих.
Основные типы вакуум-насосов и их основные характеристки приведены в табл. 36.
Водоструйные насосы. Для получения разряжения, не превышаюшего 6*00 — 1300 Па (5 — 10 торр), применяют водоструйные насосы, действующие по принципу инжектора. Они могут металлическими, стеклянными и пластмассовыми.
Водоструйные насосы работают под напором водопроводной воды, поступающей в насос через трубку 1. Вода, проходя с большой скоростью через сопло 3 (рис. 258,д-г) и диффузор 4, создает в небольшом зазоре между соплом и диффузором разряжение. Воздух вокруг зазора увлекается в направлении водяной струи и выводится вместе с водой через трубку 5 (рис. 258,а,б) наружу. Зазор между соплом и диффузором не должен быть более 0,3 мм, иначе насос не будет работать.
Для увеличения производительности применяют сдвоенные водоструйные насосы (рис. 258,а).
Чтобы получить более глубокое разряжение, близкое к 600 Па (5 торр), соплу насоса придают винтообразную форму (рис. 258,в), благодаря которой узкая струя воды приходит в спиральное движение и, выходя из отверстия сопла 3, тотчас же расширяется в диффузоре 4, заполняя весь просвет диффузора.
В некоторых водоструйных насосах (рис. 258,г) струю воды направляют сбоку в рубашку через трубку 7, а воздух засасывается через трубку 2. Такие насосы легко захлебываются, а создаваемое ими разряжение сильно зависит от расстояния нижнего среза трубки 2 от входного отверстия диффузора.
Известны водоструйные насосы, корпус которых разделен перегородкой 6 (рис. 258,д), выполняющей функции сопла. Срез перегородки всегда находится по центру над- диффузором 4.
Трубку, через которую вода вытекает из насоса, делают достаточно широкой, чтобы не создавалось излишнего сопротивления потоку воды. В противном случае насос начинает захлебываться и неравномерно работать.
Создаваемый насосом вакуум зависит от конструкции прибора, давления и температуры воды в водопроводе. Как следует из табл. 37, предельный вакуум, создаваемый водоструйным насосом, не может превышать давление пара воды при данной температуре. Чем ниже температура протекающей через насос воды, тем большее разряжение можно получить при прочих равных условиях.
Водоструйный насос присоединяют к водопроводному крану с помощью толстостенной резиновой трубки, которую закрепляют на кране и насосе металлическими хомутами, но не проволокой, которая может разрезать резиновый шланг.
Рис. 259. Водоструйные насосы Ветцеля (а) и Оствальда (б). Насос Шпренгеля(в)
Чтобы проверить исправность водоструйного насоса, медленно пускают воду, а трубку 2, всасывающую воздух, закрывают влажным пальцем. Если палец присасывается быстро, то насос пригоден для работы.
Водоструйные насосы могут создавать не только вакуум, но и избыточное давление. Первую конструкцию водоструйного насоса, создающего избыточное давление, предложил Ветцель. Устройство насоса Ветцеля довольно простое. Вода поступает в насос через трубку 1 и сопло 3 и вместе с засасываемым через трубку 2 воздухом выбрасывается через отверстия грушевидного Расширения диффузора 4, погруженного в воду, и удаляется через сифон 6, а воздух выходит через боковую трубку 5 к привру, где нужно создать избыточное давление. Такой насос создает давление порядка 400 Па (3 торр).
Своеобразной воздуходувкой является прибор Оствальда, в котором нижний конец водоструйного насоса 1 введен в склянку 3 вместимостью 2 — 10 л с нижним тубусом 5 для спуска воды. При помощи крана 6 спуск воды регулируют так, чтобы при работе водоструйного насоса склянка 3 оставалась Наполненной водой примерно на 1/3. В склянке 3 паровоздушная смесь, выбрасываемая насосом, разделяется и воздух с небольшим избыточным давлением выходит через трубку 2.
Между водоструйным насосом и сосудом, из которого удд» ют воздух, должна всегда находиться предохранительная скляи ка . Для этой цели лучше всего подходит трехтубусная склянка Салюцо — Вульфа вместимостью 1 — 2 л (рис. 29). При падении давления в водопроводной сети вода и насоса начнет переливаться в предохранительную склянку, а не в вакуумированный сосуд. В склянке одна стеклянная трубка доходит почти до дна, и ее соединяют с водоструйным насосом. Другая стеклянная трубка выступает из пробки во внутреннюю часть склянки всего на 1 — 2 см. Ее соединяют с вакуумируемым сосудом, например с колбой Бунзена для фильтрования. Средний тубус склянки Салюцо — Вульфа закрывают пробкой с трубкой, имеющей кран. Если необходимо отсоединить вакуумируемый сосуд, не останавливая работу водоструйного насоса, то сначала открывают этот кран, а затем отсоединяют сосуд. После этого можно закрыть и водопроводный кран насоса. Вместо предохранительных склянок применяют иногда запорные клапаны .
К рассматриваемой категории насосов можно отнести и ртутно-капельный насос Шпренгеля (рис. 259,в). Он состоит из резервуара 1 с ртутью, поверхность которой покрыта небольшим слоем воды для уменьшения испарения ртути, капиллярной трубки 4 длиной около 1000 мм и приемника 5. Ртуть капает через кран 2 в капиллярную трубку 4 и капли, перекрывая трубку, стекают вниз. В образующиеся между каплями разрывы через кран 3 захватывается газ. Из приемника 5 он либо удаляется в атмосферу, либо выводится в другой сосуд. В этом случае верх приемника герметично закрыт и имеет отводную трубку.
Каждая капля ртути работает как маленький поршень, толкая газ перед собой. Иногда насос Шпренгеля называют ртутным поршневым насосом. Скорость откачки газа таким насосом, естественно, невелика. Его применяют в некоторых специальных работах.
Шпренгель Карл (1787-1859) — немецкий агрохимик, специалист по искусственным удобрениям.
Ротационные поршневые насосы применяют в основном для создания предварительного вакуума (форвакуума) перед диффузионными насосами.
В лаборатории наиболее часто используют пластинчат-роторный масляный насос (рис. 260,а). Он состоит из корпуса 2, котором выточена цилиндрическая полость 4, включающая эксцентрично вращающийся цилиндрический ротор 3, пришлифованный к внутренней стенке полости.
По всей длине ротора его диаметру проделаны две глубокие прорези, в которых находятся металлические пластинки 5, прижимаемые спиральной
пружиной к внутренней стенке полости. Пластинки могут вдвигаться и выдвигаться и при вращении ротора скользят по поверхности цилиндра 4. Они играют роль поршней, всасывающих и выбрасывающих газ.
Корпус 2 насоса погружен в масляную баню б. Выпускной патрубок снабжен клапаном 1. Трубка 7, соединяющая насос и вакуумируемый сосуд, должна иметь предохранительный клапан , предотвращающий выброс масла при внезапной остановке насоса. За клапаном ставят ловушку Для поглощения мельчайших капелек масла, а за ловушкой помещают поглотительные склянки и колонки для извлечения из удаляемого газа или воздуха прежде всего паров воды и агрессивных примесей, затем легколетучих органических
веществ, которые попадая в масло, резко ухудшают работу насоса.
Важнейшим условием хорошей работы насоса является применение масла, указанного в паспорте к насосу.
Обычно используют компрессорное, машинное, вазелиновое и турбинное масла Они не должны быть слишком густыми в обычных условиях, иначе пуск насоса будет затруднен.
Давление пара масла, измеряемое на входе в насос, работающий «на себя», Должно превышать для одноступенчатого насоса 5 • 104 торр (0,07 Па).
Перед заливкой в насос масло высушивают. Для этого его наливают в толстостенную сухую круглодонную колбу вместимостью 1,5 — 2,5 л на 1/3 объема.
Колбу закрывают пришлифованной стеклянной пробкой с отводной трубкой через вакуумный резиновый шланг присоединяют к действующему пластинчато-роторному насосу. После этого колбу нагревают на водяной бане. масло содержит влагу, то при нагревании оно сильно вспенивается. Отхачку водяного пара продолжают 2 — 3 ч; обезвоженное масло после охлаждения сливают в склянку с притертой пробкой для хранения перед заливкой в насос.
При откачке между колбой и насосом ставят поглотительную склянку с Р4O10 (рис. 237,в).
Пластинчато-роторный масляный насос может при нормаль ной работе создавать вакуум порядка 0,001 торр (0,13 Па) при производительности 0,5 — 7,0 л/с. Уровень вакуума существеннo зависит от способности масла растворять воздух и другие газы
При первых признаках ухудшения работы насоса следует немедленно сменить масло, а перед этим, после слива старого масла надо промыть насос смесью, состоящей на 1/3 из свежего масла и на 2/3 из бензина. Если хорошо работавший насос после смены масла начнет очень туго проворачиваться, то либо слишком высока вязкость масла, либо низка температура в лаборатории В последнем случае для пуска насос обогревают ИК излучателями , а вначале насос проворачивают с руки, предварительно сняв текстропные ремни.
При пуске насоса в первый раз возможен выброс масла через клапан 1 (см. рис. 260,а), особенно если его было налито чересчур много. Во избежание этого на клапан надевают отрезок резинового шланга, конец которого опускают в склянку, заполненную стеклянной или полимерной ватой для задержания мелких капелек масла.
Другие части:
10.8. Получение вакуума и избыточного давления. Часть 1
10.8. Получение вакуума и избыточного давления. Часть 2
10.8. Получение вакуума и избыточного давления. Часть 3
К оглавлению
Ремонт в домашних условиях
Всем людям, которые интересовались, как создать вакуум в домашних условиях, и тем, кто уже сделал свой первый аппарат, необходимо знать также о том, как его чинить, поскольку ломаться он может часто. В принципе, любой механизм или мотор может сломаться или начать плохо работать:
- Неправильное подключение двигателя или его поломка. В основном это происходит при неверном подключении нужной схемы мотора. Сперва проверяется целостность проводки, хорошо ли она заизолирована. Поможет в этом пробный индикатор. Если он при присоединении засветился, то проводка целая, и причина не в этом. В противном случае мотор сломался, и его необходимо сдать в ремонт.
- Несогласованность привода и вала. Такие сложности в работе, как правило, решаются установкой прокладки под двигатель или нагнетательный элемент. Когда это не дало желаемого результата, нужно искать проблему в муфте. Она могла сместиться. Если ситуация подтвердилась, деталь необходимо заменить.
- Заклинивание мотора. Как правило, такая проблема является очень распространённой. Происходит она из-за откачки грязной воды. В этом случае мотор необходимо разобрать и почистить.
- Выход из строя подшипников. Мотор начинает сильно гудеть и вибрировать. Причиной этому является поломанный подшипник нуждающийся в замене.
- Накипь в моторе. Проблема зачастую возникает на водокольцевых насосах, поскольку они функционируют в среде воды. Ремонт сопровождается очисткой с помощью специальных растворов.
- Перегрев конструкции, а также износ определённых деталей. Ломаются устройства из-за отсутствия смазки. Даже такие материалы, как тефлон не способны компенсировать необходимую смазку. Во избежание подобных поломок нужно соблюдать правильный температурный режим. А когда мотор перегрелся, то сгоревшие детали придётся заменить.
- Утечка рабочей среды. Если конструкция снизила производительность, проверяется давление сервисной жидкости. Причиной этому могла быть её утечка. В таком случае необходимо заменить уплотнитель в отверстии.
Процесс откачки воздуха
При подробном разборе процесса можно понять, что отличие в технологии нагнетания и откачки несущественное, так как стоит развернуть поток воздуха, и нагнетательный насос сразу же станет вакуумным. Особенность заключается в более тщательной герметизации устройства при откачке воздуха или жидкости. Также может потребоваться фильтр для впускного клапана в целях предотвращения попадания мусора.
Общую работу механизма можно описать двумя циклами процесса:
- При всасывании воздуха в камере создается разрежение, при этом происходит открытие впускного клапана и герметизация выпускного. В отборочной камере достигается максимальный объем воздуха и низкое давление.
- На этапе возвратного действия механизма сохраняется низкое давление на впускном ходе, впускной клапан закрывается, после чего открывается выпускной клапан и происходит вытеснение воздуха. Давление в отборочной камере нормализуется.
Читать также: Что делают из никеля для дома
Процесс такого типа относится только к поршневым и мембранным устройствам, а в роторных системах воздух перемещается при помощи лопастей в камеру отбора, при этом поэтапно открываются впускной и выпускной клапаны.
Правила тренировки для начинающих
Упражнение нужно выполнять на пустой желудок и мочевой пузырь, поэтому самый подходящий вариант — делать его утром: проснуться, опустошить мочевой пузырь, ничего не пить и не есть. Также нужно позаботиться об удобной одежде. Лучше оголить живот либо надеть что-то, что не будет давить в области брюшной полости.
С каждым днем можно увеличивать продолжительность выполнения — как за счет количества повторений, так и за счет увеличения времени на выдохе. Эффект может быть замечен не сразу — все зависит от интенсивности и правильности выполнения.
Если же через длительный период вы не наблюдаете желаемых результатов, то в первую очередь убедитесь, что правильно выполняете упражнение. Перечитайте правильный порядок техника выполнения или же посмотрите наглядные видеоуроки.
Изначально вам может быть тяжело держать напряжение даже в течение 10 секунд, не говоря о 20–30, поэтому на первых этапах рекомендуется не гнаться за временем, а компенсировать это за счет количества повторений. Но такой подход не должен долго вами использоваться, так как при 10 секундах поперечная мышца не будет активно напрягаться. Поэтому вам нужно как можно скорее выйти на 15–20 секунд.
Техника выполнения вакуума живота
Для результата важно выработать привычку. Обычно она приходит после недели регулярного выполнения упражнения. После 7–10 дней уже появляется ощущение, что живот не нужно специально втягивать. После этого вы захотите работать все больше и больше.
Многим будет неудобно делать упражнение в положении лежа, как и рекомендуется. В таком случае, можно попробовать тренироваться стоя, упершись руками в колени.
