Вакуумний насос створює необхідний для роботи доїльних апаратів вакуум. Вакуумні насоси поділяються на поршневі, ротаційні, шестеренні (коловоротні), водокільцеві, струменеві тощо (рис. 3.51).

Вакуумний насос, об’єднаний  із енергетичною установкою (електродвигуном чи двигуном внутрішнього згорання), називають вакуумною станцією або установкою.

Найчастіше використовуються ротаційні лопатеві насоси  (УВУ-60/45, РВН-40/350).

Ротаційні лопатеві насоси (рис. 3.51, б) прості за будовою, мають малу енерго- і металомісткість. Такі насоси складаються із статора, всередині якого ексцентрично розміщено ротор. Причому зазор між ротором і статором у найближчій точці становить 70…100 мкм.

а - поршневий; б - ротаційний лопатевий; в - водокільцевий; г - шестеренний (коловоротний); д - струменевий; 1 - статор; 2 - ротор; 3 - поршень; 4 - шатун; 5 - кривошип; 6 – впускний клапан; 7 - випускний клапан; 8 - лопатка; 9 - випускний патрубок; 10 - впускний патрубок; 11 – водяне кільце; 12 – кран; 13 - водяний бачок-повітророздільник; 14 – сопло; 15 - змішувальна камера

 Рис. 3.51 – Схеми вакуумних насосів

У пазах ротора, які можуть бути виконані радіально або тангенціально, установлені лопатки, що утворюють разом із ротором і статором робочі камери. У статорі в зоні збільшення об’єму робочих камер влаштовані впускні, а в зоні зменшення їх об’єму – випускні вікна. До впускних вікон приєднано вакуум провід, а до випускних – пристрої для зменшення акустичних шумів (глушники).

Основними недоліками ротаційних насосів є підвищений нагрів за рахунок тертя під час роботи лопаток по статору і торцевих поверхнях кришок насоса та незначний ресурс роботи внаслідок спрацювання тертям деталей.

Водокільцеві вакуумні насоси (рис. 3.51, в) мають переваги порівняно з ротаційними: відсутність сухого тертя між ротором і статором, що веде до збільшення ресурсу насоса і виключає необхідність мащення. До недоліків таких насосів слід віднести можливість замерзання води у холодну пору року та підвищені затрати енергії за рахунок в’язкого тертя між водяним кільцем і статором насоса.

Поршневі вакуумні насоси (рис. 3.51, а) не знайшли широкого використання в доїльних установках в основному внаслідок складності їх конструкції (наявність кривошипно-шатунного і клапанного механізмів).

Струменеві вакуумні насоси (рис. 3.51, д) не знайшли широкого використання внаслідок значної питомої витрати води.

Особливістю шестеренних (коловоротних) вакуумних насосів (рис. 3.51, г), що стримує їх застосування, є складність конструкції, а також потреба точного виготовлення деталей складної конфігурації.

3.17.2 Будова і аналіз роботи вакуумних насосів і установок

Уніфікована вакуумна установка УВУ-60/45

Установка складається із привода (електродвигуна) та вакуумного насоса, які змонтовані на загальній рамі (рис. 3.52). Передача крутного моменту від електродвигуна до вакуумного насоса здійснюється за допомогою клинопасової передачі.

Використовується вакуумна установка УВУ-60/45 на доїльних установках типу «Тандем», «Ялинка», «Карусель» та на лінійних доїльних установках (АД-100А, ДАС-2Б, УДМ-50, УДМ-100 тощо).

Ротаційний вакуумний насос установки УВУ-60/45 (рис. 3.52) складається із циліндричного корпуса 3 з двома кришками і ротора 4. Корпус із зовнішньої сторони має ребра, які призначено для охолодження насоса. Всередині корпуса знаходиться циліндрична камера. Ротор прикріплено на валу і розміщено ексцентрично відносно циліндричної камери. В роторі виконано чотири поздовжніх паза, розміщених під кутом до радіуса (тангенціально).

а - схема установки; б - взаємне розміщення вакуумного насоса і електродвигуна;

1 - глушник; 2 - скловата; 3 - корпус насоса; 4 - ротор; 5 - корпус глушника; 6 - лопатка; 7 - вакуумний регулятор; 8 - вакуумметр; 9 - вакуумний балон; 10 - рама; 11 - електродвигун; 12 - маслянка

Рис. 3.52. Схема уніфікованої вакуумної установки УВУ-60/45

У пази вставлені текстолітові лопатки 6. Вал обертається в підшипниках, встановлених у кришках, які закривають циліндричну камеру із боків. Частини, які труться (текстолітові лопатки і підшипники), змащуються мастилом, яке поступає із маслянки через фітілі. Витрати мастила регулюють зміною кількості ниток у фітілях.

Необхідна умова нормальної роботи вакуумного насоса - щільне прилягання лопаток до стінок циліндра корпуса. У процесі експлуатації насоса мінімальні зазори між стінками циліндра і лопатками забезпечуються своєчасним технічним обслуговуванням (змащення та очищення поверхні) і попередженням попадання всередину насоса пилу, вологи тощо.

Несвоєчасне або недостатнє змащення приводить до швидкого зношення внутрішньої частини корпусу і деталей ротора. Корпус вакуумного насоса особливо сильно зношується у місцях, що прилягають до всмоктувального (впускного) і вихлопного (випускного) вікон. Кришки корпусу зношуються у місцях стикання із деталями, які обертаються. Ротор більш за все зношується із торцевої і зовнішньої поверхонь, а також у пазах для лопаток.

Працює вакуумний насос наступним чином. При обертанні ротора 4 лопатки 6 під дією відцентрових сил то виходять із пазів, притискуючись до внутрішньої поверхні циліндра корпуса 3, то входять. При цьому внаслідок ексцентричного розміщення ротора в циліндрі лопатки забезпечують зміну об’єму повітря між двома сусідніми лопатками.

У момент руху лопаток зверху вниз об’єм камери збільшується і повітря засмоктується в неї з вакуумного балона 9. У момент підходу повітря до вихлопного (випускного) вікна об’єм камери зменшується, від цього повітря стискується і викидається в атмосферу через вихлопну трубу і глушник 1.

Для захисту вакуумного насоса від попадання в нього рідини, а також для вирівнювання пульсуючого вакууму та для контролю за розрідженням у вакуумній магістралі між нею та вакуумним насосом встановлюють вакуумний балон 9, вакуумний регулятор 7 і вакуумметр 8.

З метою виключення поломок і пошкоджень вакуумного насоса від швидкого зворотного обертання ротора при виключенні електродвигуна встановлюють запобіжник - зворотний клапан.

Технічна характеристика вакуумної установки УВУ-60/45 приводиться в таблиці 3.5.

Таблиця 3.5 – Технічна характеристика вакуумної установки

 УВУ-60/45

3.17.3 Водокільцева вакуумна установка типу ВВН

Водокільцеві вакуумні установки використовують, як правило, у господарствах, де понад 200 голів худоби. Такі установки не потребують спеціального мащення. Ущільнення між ротором і статором водокільцевого насоса досягається водою, яка утворює рухоме водяне кільце (рис. 3.53). Перед включенням насоса закривають вентиль на всмоктувальному трубопроводі 3, відкривають вентиль 6 та включають електродвигун. Після цього відкривають вентиль на всмоктувальному трубопроводі і вентилем 6 регулюють подачу води. При обертанні ротор 8 лопатками відкидає воду до стінок корпусу 9, утворюючи рухоме водяне кільце. Оскільки ротор у корпусі розміщено ексцентрично, то між маточиною і водяним кільцем утворюється серповидний простір, який розділяється лопатками на ізольовані порожнини. При першому оберті ротора (права половина) серповидний простір збільшується і вода відходить від маточини ротора на периферію, в наслідок чого у міжлопатевому просторі утворюється розрідження і повітря засмоктується в серповидний простір із трубопроводу 3 крізь вікна в бокових кришках корпуса насоса.