Главная
> Архив статей нашей рассылки >
Выпуск №72. Статья №3.
НАСОСЫ
И НАСОСНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ:
насосы
специального назначения
|
 ОАО
"Михневский РМЗ" предлагает
БЫТОВЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ НАСОСЫ
| |
| | |
ЦЕНЫ НА
НАСОСЫ>> |
 | 8-800-550-07-58 , (499) 262-22-88
(496) 646-61-62, 646-66-64 | |
В жизни и своем развитии человек всегда
испытывал необходимость в перемещении (транспортировании) различных жидкостей,
гидросмесей, а также сыпучих, вязких и других материалов.
Вакуумные насосы служат для удаления (откачки) газов
или паров из замкнутого объема с целью получения в нем вакуума и имеют два важнейших
потребительских параметра:
быстрота действия (производительность);предельное
откачное давление или величина получаемого вакуума.
Быстрота действия
S измеряется в литрах в секунду. Эта величина характеризует количество откачиваемой
среды в единицу времени. Для водокольцевых насосов этот параметр определяется
как производительность Q и измеряется в кубометрах в минуту.
Второй важнейший
показатель вакуумного насоса - величина вакуума, создаваемого насосом.
Вакуум - это величина, определяемая разностью давлений между атмосферным
и конкретным значением. Эта разность может характеризоваться абсолютным значением
давления (Рвmin), называемым остаточным давлением. Этот
показатель давления приводится или в килопаскалях (кПа) или в миллиметрах
ртутного столба (мм рт. ст.), 1 мм рт.ст.=0,13 кПа.
По принципу
действия вакуумные насосы делятся на вращательные (механические), водокольцевые
и струйные.ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ С МАСЛЯНЫМ УПЛОТНЕНИЕМВращательные
вакуумные насосы с масляным уплотнением относятся к вакуумным насосам объемного
действия. Наибольшее распространение получили три типа вращательных насосов с
масляным уплотнением:
пластинчато-статорные; пластинчато-роторные;
плунжерные насосы.
Пластинчато-статорные насосы - обычно
насосы малой производительности, пластинчато-роторные - средней производительности,
плунжерные - средней и большой производительности.
 | | Рис.1
Пластинчато-статорный вращательный вакуумный насос |
Пластинчато-статорные насосы
На рис.
1 схематично изображен пластинчато-статорный вращательный вакуумный насос.
В
неподвижном корпусе 1 на валу 2 эксцентрично расположен ротор 3.
Полезный объем рабочей камеры насоса, образованный внутренней поверхностью корпуса-статора
1 и наружной поверхностью ротора 3, пластиной 4 разделяется
на полость всасывания I и полость сжатия II. Пластина 4,
расположенная в прорези корпуса насоса, с помощью пружины 5 через рычаг
6 плотно прижимается к ротору 3. При вращении ротора 3 в направлении,
указанном стрелкой, газ из откачиваемого сосуда через впускной клапан 7
заполняет увеличивающуюся в объеме полость I. В это время газ в полости
II сжимается. Когда давление газа на клапан 8 превысит величину
атмосферного давления и усилия, создаваемого пружиной 9, клапан 8
откроется, и газ из полости II будет вытеснен в атмосферу. При дальнейшем
вращении ротор 3, пройдя пластину 4 и выход впускного канала 7,
отделяет в рабочей камере насоса следующую порцию газа от откачиваемого объема.
Таким образом, за два оборота ротора порция газа отделяется от откачиваемого
объема, перемещается от впускного канала 7 к выхлопному клапану 8,
сжимается в полости II и вытесняется под клапаном 8 в атмосферу.
При каждом следующем обороте следующая порция газа отделяется от откачиваемого
объема, а предыдущая вытесняется из насоса в атмосферу.
В пластинчато-статорном
насосе за один оборот ротора происходит один цикл откачки, т. е. отделяется от
откачиваемого объема и вытесняется только одна порция газа.
 | | Рис.2
Пластинчато-роторный вакуумный насос | Пластинчато-роторные
насосы
На рис. 2 схематично изображен пластинчато-роторный
насос. В цилиндрической рабочей камере корпуса 1 симметрично на валу расположен
ротор 2, ось которого О' смещена относительно оси рабочей камеры
О". В сквозной прорези ротора размещены пластины 3' и 3".
Пружиной
4 они прижимаются к корпусу насоса. В положении ротора, изображенном на
рис. 2а, пластинами 3' и 3" плоскостью касания ротора со
статором полезный объем рабочей камеры разделен на три полости:
I
- полость всасывания,
II- полость перемещения и
частичного сжатия газа,
III - полость вытеснения
газа.
При вращении ротора в направлении, указанном стрелкой, полость
I увеличивается, и дополнительное количество газа из откачиваемого сосуда
по впускному каналу 5 поступает в рабочую камеру насоса. Полость II
уменьшается в объеме, в ней происходит сжатие газа. Полость III уменьшается
и газ из нее через выпускной канал под клапаном 6 вытесняется из насоса. При положении
ротора, изображенном на рис. 2б, заканчивается вытеснение газа из полости
III. При дальнейшем вращении ротора полость II переходит в полость
III, т.е. наступает момент, когда становится возможным вытеснение следующей
порции газа (рис. 2в). В положении ротора, изображенном на рис.2г,
полости I и II сообщаются между собой. Лишь когда ротор повернется
на 180° от начального положения и займет положение, тождественное исходному
(рис. 2а), происходит разделение полостей I и II, и от откачиваемого
объема отделяется порция газа. В этот момент полость II имеет наибольший
объем.
В пластинчато-роторном насосе за один оборот ротора происходит
два цикла откачки, т.е. отделяются от откачиваемого объема и вытесняются из насоса
две порции газа.
 | Рис.3
Плунжерный вакуумный насос: а - завершение периода удаления и начало периода наполнения;
б - промежуточное положение.
1 - плунжер, 2 - ротор, 3 - канал в золотнике,
4 - выходной обратный клапан открыт, 5 - выходной обратный клапан закрыт,
6 - вода, охлаждающая статор насоса, 7 - шарнир | Плунжерный
насос
На рис. 3 схематически изображен плунжерный насос.
В корпусе насоса выполнена цилиндрическая рабочая камера, в которой вращается
эксцентричный ротор 2 с надетым на него плунжером 1.
Плунжер
состоит из цилиндрической части, охватывающей эксцентрик 2, и полой прямоугольной
части, свободно перемещающейся в пазу шарнира 7. При повороте плоской части
плунжера шарнир 7 свободно поворачивается в гнезде корпуса насоса.
В
этом насосе плунжер имеет канал 3, через который газ из откачиваемой полости
поступает в насосную камеру.
Возможность попадания встречного потока газа
на вход в насос здесь в значительной степени ограничена благодаря более раннему
закрытию входа при движении золотника; вредное пространство может быть также уменьшено.
Герметичность контакта ротора с цилиндром в насосах рассматриваемого типа лучше
потому, что в клине между ротором и цилиндром образуется более толстый слой масла;
кроме того, эти насосы создают меньше шума.
Механические насосы производят
откачку объема, начиная с атмосферного давления. Откачиваемый газ они вытесняют
в атмосферу. Поэтому по отношению к механическим насосам не принято использовать
такие характеристики, как наибольшее рабочее давление, наибольшее давление запуска
и наибольшее выпускное давление. Основными характеристиками механических вакуумных
насосов с масляным уплотнением являются предельное остаточное давление и быстрота
действия.
Быстрота действия механических насосов с масляным уплотнением практически
не зависит от рода откачиваемого газа.
Остаточное давление насосов с масляным
уплотнением определяется конструкцией насоса и свойствами рабочей жидкости. В
качестве рабочей жидкости насосов с масляным уплотнением, как правило, используются
промышленные минеральные масла.ВОДОКОЛЬЦЕВЫЕ НАСОСЫ
 | Рис.4
Водокольцевой насос
1 - корпус, 2 - рабочее колесо,
3 - всасывающее окно,
4 - жидкость, 5 - нагнетательное окно | |
Водокольцевые насосы предназначены для откачки неагрессивных по отношению
к чугуну, титану (для насоса ВВН1-50Т), сплаву 12X18Н9Т (для насосов ВВН2-50Х,
ВВН-ЗН, ЖВН-12Н) газов, паров с целью создания вакуума в закрытых аппаратах.
В качестве рабочей жидкости применяется вода. Насосы не требуют очистки
поступающего в них газа и допускают попадание в насос жидкостей вместе с откачиваемым
газом. Использование водокольцевых вакуумных насосов для откачки водогазовых смесей
допускается лишь при условии отделения и отвода основной массы воды перед входом
в насос.
В цилиндрическом корпусе 1 эксцентрично положено рабочее
колесо 2 с лопатками, которые при вращении колеса отбрасывают воду к стенкам
корпуса, образуя вращающееся кольцо жидкости 4. Серповидное пространство
между водяным кольцом и ступицей рабочего колеса, которое лопатками делится на
отдельные рабочие ячейки, является рабочим объемом машины.
Вверху
внутренняя поверхность водяного кольца касается ступицы колеса и препятствует
перетеканию воздуха с нагнетательной стороны на всасывающую.
На протяжении
первого полуоборота колеса в направлении стрелки внутренняя поверхность жидкостного
кольца постепенно удаляется от ступицы, при этом образуется свободный объем между
лопатками колеса, который заполняется воздухом из всасывающего патрубка машины
через всасывающее окно 3 в торцевой крышке ее корпуса.
На протяжении
второго полуоборота колеса внутренняя поверхность жидкостного кольца приближается
к ступице, при этом воздух, находящийся между лопатками, сперва сжимается, а затем
вытесняется через нагнетательное окно 5 в нагнетательный патрубок машины.
Таким
образом, в жидкостно-кольцевых насосах перемещение воздуха из всасывающего патрубка
в нагнетательный совершается непрерывно и равномерно.СТРУЙНЫЕ
НАСОСЫ
В струйных вакуумных насосах (эжекторах) отсутствуют
движущиеся детали. Откачивание происходит за счет захвата (эжекции) откачиваемой
среды высокоскоростной струей рабочего газа или жидкости. Наиболее распространены
следующие типы эжекторов:
Воздушные эжекторы
В
воздушных эжекторах рабочей средой является воздух. Струя воздуха создается
за счет перепада давления между атмосферой и камерой смешения, создаваемого предварительным
откачиванием, например, водокольцевым насосом. Воздушные эжекторы часто используются
как дополнительные ступени водокольцевых вакуумных насосов для улучшения вакуума.
Пароструйные
эжекторы
В пароструйных эжекторных вакуумных насосах (ПЭВИ) рабочим газом
является водяной пар, поступающий из котла. Производительность и давление
всасывания зависят от конструктивных особенностей, расхода пара и количества ступеней.
Степень понижения давления на одной ступени обычно составляет от 3 до
6. ПЭВН используются в различных технологических процессах, например при дезодорировании
растительных масел (давление откачивания 200..700 Па), при дегазации расплавленного
металла при производстве стали и т.д.
Высоковакуумные
диффузионные паромасляные насосы
В высоковакуумных диффузионных паромасляных
насосах и агрегатах (НВДМ, НД, АВДМ), обеспечивающих получения вакуума до 10-5
Па, работающих по тому же принципу, рабочим газом являются пары
вакуумного масла.
Жидкоструйные вакуумные насосы
В
жидкоструйных вакуумных насосах или вакуум-гидроциркуляционных агрегатах (ВГЦ)
в качестве высокоскоростной струи используется струя жидкости. Водоструйные
эжекторы, создающие давление 20-30 кПа, используются для деаэрации воды
в водогрейных котельных. Гидроциркуляционные агрегаты ВГЦ имеют различное применение
(например, при ректификации нефтепродуктов) и обеспечивают достижение вакуума
до 70 Па.
Тепловой насос - это устройство для переноса тепловой
энергии от теплоотдатчика с низкой температурой (чаще всего окружающей среды)
к теплоприемнику с высокой температурой.
Для работы теплового насоса необходимы
затраты внешней энергии (например, механической, электрической, химической).
Тепловые
насосы позволяют использовать возобновляемую низкотемпературную энергию окружающей
среды на нужды высокотемпературного объекта (системы теплоснабжения, отопления
и горячего водоснабжения).
Тепловой насос связан с источником низкопотенциальной
теплоты (ИНТ) через испаритель и потребителем высокотемпературной теплоты (ПВТ)
через конденсатор. Между испарителем и конденсатором циркулирует хладагент. При
осуществлении обратного термодинамического цикла хладагент переносит тепло от
ИНТ к ПВТ. При этом затрачивается электроэнергия на привод компрессора.
Главным
достоинством теплового насоса является то, что на 1 кВт затраченной электрической
энергии можно получить более 2,5 кВт тепловой энергии.
Справочник
промышленного оборудования, №2/2004
"Насосы и насосное оборудование",
автор статьи А.А. Гордиевский.
|
Техника