Водокольцевые, или вращательные, вакуум насосы

Водокольцевые, или вращательные, вакуум насосы с жидкостным поршнем характеризуются отсутствием смазки, что благоприятствует их широкому распространению в химической промышленности. Они являются мокрыми насосами и могут откачивать смесь воздуха, с водяным паром. По конструкции и условиям эксплуатации водокольцевые насосы проще, чем поршневые и вращательные со скользящими лопатками

Они не имеют никаких клапанов или распределительных устройств, благодаря чему почти не засоряются. Эти насосы могут также откачивать запыленные газы. Насос можно непосредственно соединять с электродвигателем, так как необходимая частота вращения обычно составляет 600 — 1450 об/мин

Предельное давление, создаваемое водокольцевыми насосами, зависит о температуры воды (или другой жидкости), подаваемой в насос для создана жидкостного кольца. Производительность колеблется от 0,25 до 465 м3/миа Недостатком является большой расход мощности из-за необходимое перемещения не только воздуха, но и воды, находящейся в насосе. Потребляемая насосом мощность повышается с увеличением вакуума. Максимальный к. п. д. в этих насосах составляет 48—52%.

В цилиндрическом корпусе насоса эксцентрично расположено вращающееся рабочее колесо с неподвижно закрепленными лопатками (рис. 289). Находящаяся внутри корпуса вода во время вращения под действием центробежной силы прижимается к стенкам корпуса и образует водяное кольцо. Между водяным кольцом, валом и лопатками насоса образуются отдельные ячейки неодинакового размера. Во время первой половины оборота объем ячеек увеличивается, и через всасывающее отверстие газ из откачиваемого объема поступает в насос. При второй половине оборота объем ячеек уменьшается, газ сжимается и выталкивается через нагнетательное отверстие. Уплотнение создается вращающимся водяным кольцом. Рабочие лопатки могут быть отклонены от радиального направления. Наилучшие результаты получены^ в случае, когда лопатки загнуты вперед по ходу рабочего колеса. Применение лопаток, отогнутых назад, нецелесообразно из-за худшей передачи энергии от рабочего колеса к водяному кольцу.

Характеристики насосов приведены в табл. 51.

Значения параметров для насосов

Насос РМК-2 имеет прямые лопатки. В сальники из мягкой набивки подводится вода, создающая гидравлический затвор. У насосов РМК-3 и РМК-4 лопатки изогнутые. Эти насосы имеют клапанную коробку с шестью отверстиями, в которые вставлены резиновые шарики. Клапаны установлены на стороне нагнетания вакуум-насоса. На рис. 290, а показано устройство насосов типа РМК.

Водокольцевые насосы РЖК 90/1 и РЖК 270/1,5 отличаются тем, что у них внутренняя крышка лобовины отъемная, что дает возможность при износе ограничиться только ее заменой: насосы ФВВН изготовляют из фаолита. Технические характеристики вакуум-насосов РЖК и ФВВН приведены в табл. 52.

Описанные насосы являются однокамерными или насосами простого действия. Кроме этого, насосы выполняются двухкамерными двойного действия с корпусом овальной формы (рис. 291). При такой конструкции уменьшается нагрузка на вал насоса. Насос имеет две параллельно работающие рабочие камеры. Насосы PMK заменены насосами ВВН. Насос РМК-2 заменен насосом ВВН-3, РМК-3 — насосом ВВН-12, РМК-4 — насосом ВВН-25.

На рис. 292 и 293 приведены габаритные размеры и характеристики вакуум-насоса ВВН-6; на рис. 294 показан насос ВВН-12 (разрез).

Рис. 292. Габаритные размеры насоса ВВН-6:

1-водосборник; 2-сливная труба; 3 - пробка; 4 — соединение нагнетательного штуцера с водосборником; 5 — отражатель.

Водокольцевой вакуум-насос ВВН-50 имеет производительность до 50 м3/мин при остаточном давлении 2 мм рт. ст. Этот же вакуум-насос при переключении может работать как компрессор, создавая давление до 2 кгс/см2. Характерной особенностью насоса ВВН-50 является возможность использования его для сжатия взрывоопасных и ядовитых газов, требующих полной изоляции рабочего пространства от внешней среды. Насос ВВН-50 имеет два рабочих колеса, между которыми расположен корпус со всасывающей и нагнетательной камерами. Гидравлическое уплотнение вала ротора является саморегулируемым, устраняет попадание перекачиваемых газов в атмосферу и вытекание уплотняющей жидкости. Уплотнение достаточно надежно при работе и при остановке насоса.

Так как уплотнение находится 1несо стороны газового пространства, а со стороны жидкости, герметичность J рабочего пространства легче может быть достигнута.

Характеристика насоса ВВН-50 для режимов № 1—8 (рис. 295):

Для получения при помощи водокольцевых насосов разрежения более [90—95% последовательно соединяют водокольцевой насос с эжектором. Эжектор присоединяют на стороне всасывания вакуум-насоса при достижении вакуума 90%. Сжатый до атмосферного давления газ из отделителя жидкости может служить рабочим газом для эжектора. После достижения в камере 3 давления 75 мм рт. ст. воздух, поступающий из отделителя жидкости, давит на диафрагму 2, преодолевает сопротивление двух пружин, закрывает клапан 4 и открывает клапан 1. После этого воздух из отделителя жидкости через клапан 1 поступает в рабочее сопло эжектора, кото-вое таким образом включается в работу (рис. 296). Характеристики работы насосов РВН-60 и ВВН-50 совместно с эжектором приведены на рис. 297.

Метод расчета водокольцевых компрессоров и вакуум-насосов разработан В.А.Румянцевым. При расчетах принимают, что расход жидкости в любом радиальном сечении кольца вследствие неразрывности потока постоянен. Форма водяного кольца зависит от вакуума, создаваемого насосом; расчет целесообразно проводить при вакууме 60%.

Фирма Сименс-Шуккерт (ФРГ) выпускает водокольцевые вакуумные насосы Эльмо с предельным давлением до 11О мм рт. ст., а с шаровыми клапанами — до 30 мм рт. ст. Насосы Эльмо совместно с одноступенчатым или двухступенчатым эжектором и шаровыми клапанами создают давление до 2 мм рт. ст. при производительности от 60 до 7200 м3/ч (при условиях всасывания).

Рис. 294. Водокольцевой вакуум-насос ВВН-12:

1 — корпус; 2 — вал; 3 — рабочее колесо; 4 — сальник с мягкой набивкой; 5 — шарикоподшипник; 6 — трубопровод; 7 — крышка; 8 — корпус подшипника; 9 — штуцер; 10 — нагнетательный патрубок

Их также монтируют совместно с центробежным насосом для дополнительной откачки воды. Для агрессивных сред производят однокамерные насосы из титана производительностью от 80 до 600 м3/ч и с предельным давлением от 160 до 460 мм рт. ст.; при последовательном соединении насосов достигается давление 50 мм рт. ст.

На рис. 298 показан насос Эльмо сварной конструкции из титана. Характеристики насосов такого типа (потребляемая мощность 6,7 кВт, частота вращения 1450 об/мин):

Предельное давление в мм рт. ст....... 460 260 160

Производительность при условиях всасывания (в м3/ч) 204