Вакуумный эжектор , или просто эжектор — это разновидность вакуумного насоса , создающего вакуум посредством эффекта Вентури .
В эжекторе рабочее тело (жидкое или газообразное) поступает через реактивное сопло в трубку, которая сначала сужается, а затем расширяется по площади поперечного сечения. Жидкость, выходящая из струи, течет с высокой скоростью, что в соответствии с принципом Бернулли приводит к тому, что она имеет низкое давление, создавая таким образом вакуум. Затем внешняя трубка сужается в секцию смешивания, где высокоскоростная рабочая жидкость смешивается с жидкостью, втянутой вакуумом, придавая достаточную скорость для ее выбрасывания. Затем трубка обычно расширяется, чтобы уменьшить скорость выбрасываемой жидкости. поток, позволяя давлению плавно увеличиваться до внешнего давления.
Сила создаваемого вакуума зависит от скорости и формы струи жидкости, а также формы секций сужения и смешивания, но если в качестве рабочего тела используется жидкость, сила создаваемого вакуума ограничивается давлением пара жидкость (для воды 3,2 кПа или 0,46 фунтов на квадратный дюйм или 32 мбар при 25 °C или 77 °F ). Однако если используется газ, этого ограничения не существует.
Если не учитывать источник рабочей жидкости, вакуумные эжекторы могут быть существенно компактнее автономного вакуумного насоса той же производительности.
Дешевый и простой аспиратор для воды обычно используется в химических и биологических лабораториях и состоит из тройника, прикрепленного к крану и имеющего заусенец для шланга с одной стороны. Поток воды проходит через прямой участок тройника, имеющий в месте пересечения сужение, где крепится заусенец шланга. К этому штуцеру следует подключить вакуумный шланг. В прошлом водяные аспираторы были обычным явлением для низкосильных пылесосов в химических лабораториях. Однако они водоемки, и в зависимости от того, для чего используется вакуум (например, для удаления растворителя), они могут нарушать законы об охране окружающей среды, такие как RCRA, смешивая потенциально опасные химические вещества с потоком воды, а затем смывая их в канализацию. это часто ведет прямо к городской канализации. Их использование несколько сократилось, поскольку небольшие электрические вакуумные насосы стали гораздо более эффективными, экологически безопасными и более доступными, но непревзойденная простота и надежность этого устройства сделали его популярным для небольших лабораторий или в качестве резервного варианта.
Другая, гораздо более крупная версия этого устройства используется в морских операциях в качестве устройства для осушения (осушения) участков корабля, затопленных в чрезвычайных ситуациях. В этих приложениях его обычно называют эдуктором, но он предпочтительнее электрических насосов из-за их простоты, компактных размеров и значительного снижения риска взрыва в случае присутствия легковоспламеняющихся жидкостей и/или паров. Кроме того, в отличие от многих механических насосов, они также могут пропускать мусор, поскольку эдуктор не имеет движущихся частей, которые могут загрязняться. Это делает эдуктор особенно полезным в ситуациях, когда установка фильтра для мусора на всасывающее отверстие создаст больше проблем, чем решит. Размер мусора, который может пройти, зависит от физического размера эдуктора. Размеры, номинальные значения расхода и области применения различаются, включая эжекторы, которые устанавливаются стационарно (обычно используются в очень больших помещениях, например, в главном машинном отделении корабля), или переносные модели, которые можно опускать в помещения с помощью веревки, а также подавать и осушать при пожаротушении. шланги. Большинство из них подается через корабельную пожарную магистраль, а переносные модели также могут получать питание от аварийного насоса, при условии, что он может обеспечить достаточный расход для работы эдуктора.
Промышленный паровой эжектор (также называемый «пароструйным эжектором», «пароаспиратором» или «эвактором») использует пар в качестве рабочей жидкости, а многоступенчатые системы могут создавать очень высокий вакуум. Из-за отсутствия хрупких движущихся частей и потока пара, обеспечивающего определенное очищающее действие, паровые эжекторы могут обрабатывать потоки газа, содержащие жидкости, пыль или даже твердые частицы, которые могут повредить или засорить многие другие вакуумные насосы. Эжекторы, полностью изготовленные из специальных материалов, таких как ПТФЭ или графит, позволяют использовать чрезвычайно агрессивные газы, поскольку паровые эжекторы не имеют движущихся частей, они могут быть полностью изготовлены практически из любого материала, обладающего достаточной прочностью.
Чтобы избежать использования слишком большого количества пара или нецелесообразного рабочего давления, одна ступень пароэжектора обычно не используется для создания вакуума ниже примерно 10 кПа (75 мм рт. ст. ). [1] Для создания более высокого вакуума используются несколько ступеней; например, в двухступенчатом паровом эжекторе вторая ступень обеспечивает вакуум для выхода отработанного пара первой ступенью. Конденсаторы обычно используются между ступенями, чтобы значительно снизить нагрузку на более поздние ступени. Паровые эжекторы с двумя, тремя, четырьмя, пятью и шестью ступенями могут использоваться для создания вакуума до 2,5 кПа , 300 Па, 40 Па, 4 Па и 0,4 Па соответственно. [1]
Паровые эжекторы также подходят для перекачивания многих жидкостей, поскольку, если пар легко конденсируется в жидкость, нет необходимости отделять рабочую жидкость или управлять туманом из капель жидкости. Именно так работает паровой инжектор .
Дополнительным применением инжекторной технологии являются вакуумные эжекторы в системах непрерывного торможения поездов , которые стали обязательными в Великобритании согласно Закону о регулировании железных дорог 1889 года . Вакуумный эжектор использует давление пара для вытягивания воздуха из вакуумной трубки и резервуаров тормозов непрерывного поезда. Паровозы с готовым источником пара нашли эжекторную технологию идеальной благодаря своей простоте и отсутствию движущихся частей. Паровоз обычно имеет два эжектора: большой для отпускания тормозов в неподвижном состоянии и небольшой для поддержания вакуума во избежание утечек. Выхлоп из эжекторов всегда направляется в дымовую камеру, тем самым помогая воздуходувке раздувать огонь. Небольшой эжектор иногда заменяют поршневым насосом с приводом от траверсы , поскольку он более экономичен по пару и должен работать только во время движения поезда.
Обычно называется воздушным эжектором , насосом Вентури или вакуумным эжектором . Этот эжектор по принципу действия аналогичен паровому эжектору, но в качестве рабочей жидкости используется воздух под высоким давлением. Можно использовать многоступенчатые воздушные эжекторы, но поскольку воздух не может легко конденсироваться при комнатной температуре, воздушный эжектор обычно ограничивается двумя ступенями, поскольку каждая последующая ступень должна быть значительно больше предыдущей. Они обычно используются в пневматическом погрузочно-разгрузочном оборудовании, когда для захвата объектов требуется небольшой вакуум, поскольку сжатый воздух часто уже присутствует для питания других частей оборудования. Воздушные эжекторы, используемые для прямого всасывания жидкостей, производят мелкий туман из капель. Именно так работают аэрографы и многие другие системы распыления, но когда распыление не требуется, это обычно нежелательный эффект, который ограничивает применение всасывания газа.
