KADAMM НС-В — Насосы вакуумные водокольцевые (циркуляционные)

В водокольцевых (циркуляционных) вакуумных насосах KADAMM НС-В газ откачивает вода из собственного бака насоса. Крыльчатка при вращении формирует водяное кольцо, которое и сжимает газ; добравшиеся до насоса пары растворителя тут же конденсируются в этой воде. Исполнений три: настольный KADAMM НС-В15 (бак 15 л, четыре рабочих места), настольный KADAMM НС-В15Н (бак 15 л, две головки) и напольный KADAMM НС-В50 (бак 50 л, пять отводов). У каждого разрежение по вакуумметру доходит до −0.098 МПа, на отвод приходится 10 л/мин, питание — сеть 220 В. Масла и мембран внутри нет, расходуется только вода в баке. Поэтому к парам такой источник вакуума менее всего требователен — что для роторного испарителя, что для вакуумной фильтрации или сушильного шкафа.

Из чего состоит ряд: НС-В15, НС-В15Н, НС-В50

У KADAMM НС-В15 мощность 370 Вт и четыре рабочих места, на каждом свой кран и вакуумметр; контур циркуляции даёт 40 л/мин при напоре 12 м. Проточная часть выполнена антикоррозионной, размеры 400×280×420 мм, нетто 12 кг, сеть 220 В, 50/60 Гц, а под заказ — 110 В, 60 Гц. Облегчённый KADAMM НС-В15Н потребляет 180 Вт, имеет две выпускные головки и напор 8 м; корпус — нержавеющая сталь SUS304, головки — ABS либо, по заказу, нержавеющая сталь; 380×280×420 мм, 15 кг, 220 В, 50 Гц. Напольный KADAMM НС-В50 на 370 Вт оснащён баком 50 л и пятью отводами, циркуляция 80 л/мин при том же напоре 12 м; проточная часть антикоррозионная или из нержавейки, 540×430×910 мм, брутто 30 кг. Разрежение −0.098 МПа и 10 л/мин на отвод у трёх моделей одинаковы. Отличает их подача циркуляционного контура, число потребителей, которых можно подключить одновременно, и объём воды — от него зависит, как часто её менять. Ещё один ряд водокольцевых насосов, где есть настольная модель на два отвода и напольная на 57 л, вынесен в карточку KADAMM НС-В15.2.

Почему водокольцевому насосу пары растворителя не вредят

Пары растворителя губят масляный насос, растворяясь в масле, а в мембранном выпадают конденсатом на клапанах и мембране. В водокольцевом их забирает вода: ацетон, спирты, этилацетат, водяной пар конденсируются в кольце, копятся в баке и уходят при сливе отработанной воды. Значит, НС-В спокойно переносят и проскок растворителя мимо конденсатора испарителя, и капли, которые заносит в вакуумную линию при вспенивании. Но у той же физики есть предел: ниже давления насыщенных паров воды при температуре кольца остаточное давление не опустится, а это около 23 мбар при +20 °C и 42 мбар при +30 °C. Из этого следуют два правила. Во-первых, воду в баке держат холодной: за время работы она нагревается всё сильнее, и вернуть разрежение помогает лёд. Во-вторых, показание −0.098 МПа по вакуумметру — это примерно 20–30 мбар остаточного давления. Для отгонки воды, ацетона, спиртов и этилацетата с баней +40…+60 °C этого достаточно, а для ДМФА, ДМСО и низкотемпературного досушивания — нет, тут требуется мембранный насос PTFE.

Один бак — несколько рабочих мест

Отводы с кранами — четыре у KADAMM НС-В15 и пять у НС-В50 — работают как независимые рабочие места. Один насос может одновременно обслуживать, скажем, роторный испаритель, сушильный шкаф и воронку Бюхнера, а подключают каждого потребителя его собственным краном. На НС-В15 у каждого отвода стоит вакуумметр, поэтому видно реальное разрежение у конкретного потребителя, а не усреднённое по коллектору. Учтите: 10 л/мин — это производительность одного отвода. Если параллельно работают несколько потребителей с сильным натеканием, разрежение падает у каждого, так что фильтрацию с большим расходом воздуха и отгонку на одном насосе лучше разнести. Циркуляционный контур с напором 12 м — 40 л/мин у НС-В15 и 80 л/мин у НС-В50 — гонит воду из бака по внешней линии, например через холодильник испарителя или обвязку фильтрационной установки. Вода в линии той же температуры, что и в баке, поэтому для конденсации летучих растворителей бак наполняют холодной водой либо кладут в него лёд.

Подбор водокольцевого насоса под фильтрацию и испаритель

Для любого вакуумного насоса подбор строится одинаково: при температуре бани растворитель должен закипать выше остаточного давления насоса, а производительность — отвечать объёму системы и нужной скорости отгонки. Применительно к водокольцевому ряду: уверенно идут метанол, этанол, этилацетат, ацетон (около 550 мбар при +40 °C) и вода (около 70 мбар при +40 °C и 200 мбар при +60 °C); толуол при +60 °C отгоняется нормально, а при +40 °C — на пределе. По производительности лист подбора KADAMM ставит KADAMM НС-В15 к настольным испарителям с колбами до 5 л — РИ-1, РИ-1Э и РИ-3, а KADAMM НС-В50 — к напольным РИ-10 на 10–50 л. KADAMM НС-В15Н подходит малой лаборатории с одним-двумя потребителями, если нужны нержавеющий корпус и скромные 180 Вт. Ставить перед водокольцевым насосом ловушку (конденсатор) ВА-Л не обязательно, ведь пары поглощает вода, — она понадобится, когда растворитель надо вернуть, а не слить с водой. Для ступенчатой отгонки смесей служит контроллер вакуума KADAMM ВА-К — давление он держит напуском воздуха; работает ли он с водокольцевым насосом, уточняйте у менеджера.

В каких случаях выбирать мембранный или масляный насос

Выбирая лабораторный вакуум, решают в первую очередь между тремя типами: водокольцевым, мембранным и масляным. KADAMM НС-В даёт около 20–30 мбар дешевле всех и переносит пары и конденсат, однако требует воды, её смены и утилизации, а под бак нужно место. Мембранному насосу вода не нужна, и шумит он меньше: химстойкие KADAMM НС-МХ с их 7–13 мбар отгоняют те же растворители при более холодной бане, мембранные KADAMM НС-М на 200–250 мбар справляются с фильтрацией и отгонкой на горячей бане, а модели с проточной частью из PTFE KADAMM НС-МП достигают 0.6–2 мбар — это вариант для ДМФА, ДМСО, гликолей и досушивания. Пластинчато-роторные масляные KADAMM НС-Р дают глубокий вакуум до 1.33 Па для лиофилизации и сушки, но масло от паров растворителей деградирует, так что без ловушки перед ними нельзя. Когда нужно отгонять обычные растворители сразу на нескольких местах и при этом платить за вакуум как можно меньше, первым кандидатом остаётся водокольцевой ряд НС-В.

НС-В15, НС-В15Н и НС-В50 марки KADAMM относятся к лабораторному электрооборудованию. Их соответствие техническим регламентам ЕАЭС подтверждено по ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств»; выпуск ведётся по системе качества ISO 9001, на изделии стоит знак CE. В комплект поставки входят паспорт, декларация соответствия и руководство по эксплуатации на русском языке.

Пары типовых органических растворителей и водные растворы откачивать можно: тракт у НС-В15 и НС-В50 сделан антикоррозионным, а у НС-В15Н корпус из SUS304 (головки и проточный тракт из нержавейки поставляются под заказ). Взрывозащиты у насоса нет, поэтому при работе с легковоспламеняющимися растворителями его размещают за пределами взрывоопасной зоны, а отработанный воздух выводят в вытяжку. Отработавшая вода из бака несёт конденсат растворителей, и сливать её нужно как жидкие химические отходы.

• Электробезопасность — 220 В, 50/60 Гц и 180–370 Вт позволяют включать насос в обычную заземлённую розетку; электрика отделена от водяного бака.
• Защита от переполнения и обратного тока — воду наливают точно до метки, а перед выключением насоса перекрывают краны потребителей, иначе её затянет в вакуумную линию.
• Химическая стойкость — тракт антикоррозионный либо нержавеющий; если откачиваются агрессивные или кислые пары, воду обновляют чаще.
• Вакуумная безопасность — раз разрежение доходит до −0.098 МПа, посуда на отводах должна выдерживать полный вакуум и быть без сколов.
• Комплект документов — к бане прилагаются декларация соответствия ТР ТС, паспорт и руководство по эксплуатации; протоколы и сертификаты высылаем по запросу.

Для НС-В50 паспорт ряда не указывает шум, класс защиты корпуса и массу нетто; перед заказом эти данные стоит запросить у менеджера.

Масло и водопровод насосу не нужны, поэтому лаборатория запускает его сама примерно за полчаса: наливают воду в бак и подсоединяют приборы. Для всех трёх исполнений при первом пуске советуем действовать так:

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Вода в баке — при отгонке растворителей её меняют каждый день, при фильтрации — когда помутнеет, а с кислыми и агрессивными парами ещё чаще. Слив утилизируют как химические отходы.
• Температура воды — нагреваясь, вода ухудшает разрежение, поэтому подливают холодную или кладут лёд; если насос работает без перерыва, заложите замену воды на середину смены.
• Бак и крыльчатка — бак промывают при каждой смене воды; если производительность упала, осматривают крыльчатку и мягкой щёткой счищают солевой налёт.
• Краны и вакуумметры — плотность кранов контролируют, закрыв потребителей; если при напуске стрелка вакуумметра не встаёт на ноль, прибор меняют.
• Шланги и штуцеры — нужны толстостенные вакуумные шланги, а потрескавшиеся или потерявшие упругость заменяют; на штуцерах контура циркуляции не должно быть течи.