Водокольцевые вакуумные насосы и нагнетатели.
Вакуумные насосы предназначены для откачки воздуха из всасывающих линий центробежных насосов, при заливе их водой перед пуском, а также тогда, когда требуется удалить воздух из системы и создать вакуум. Наибольшее распространение получили водокольцевые вакуум-насосы рис. 67.
Рис. 69. Схема водокольцевого насоса.
1-вал; 2-нагнетательное окно; 3-нагнетательный патрубок; 4-цилиндрический корпус; 5-рабочее колесо; 6-водяное кольцо; 7-всасывающий патрубок; 8-всасывающее окно.
Эта машина по своей конструкции значительно проще пластинчатой. Она состоит из корпуса, заливаемого водой (или другой какой-либо жидкостью), и ротора с неподвижными, в большинстве случаев радиальными, лопастями. Ротор так же, как и в пластинчатой машине, по отношению к корпусу установлен с эксцентриситетом.
При вращении ротора жидкость, находящаяся в корпусе, под действием центробежной силы будет отжиматься к его стенкам. Между ротором и образовавшимся кольцом жидкости образуется серповидная рабочая полость, разделяемая лопастями ротора на ряд камер с различными объёмами. Всасывающее отверстие расположено на стороне возрастающих объёмов. С той стороны, где объёмы камер уменьшаются, располагают нагнетательное отверстие. С целью увеличения подачи, процесс всасывания осуществляют на возможно большой дуге окружности (до половины дуги).
Рис. 70. Водокольцевой вакуумный насос ВВН
Компрессоры с водяным кольцом применяются на подаче от 0,2 до 140 м3/мин. и давления до 0,25...0,5 Мпа .Они способны создавать вакуум до 98%. Чем меньше температура воды, тем большее разрежение может создать машина. Воздух, нагнетаемый водокольцевыми компрессорами, не имеет пыли и масла, что является важным преимуществом этих машин.
В целях предотвращения перегрева воды в водяном кольце к вакуум-насосу подводят свежую воду, которая, непрерывно поступает в насос, замещает нагревающуюся. Объём циркуляционной воды составляет 0,2...0,5 м3/час в зависимости от подачи вакуум-насоса.
Водокольцевые машины могут служить как вакуум-насосы и как компрессоры или нагнетатели. В первом случае они маркируются буквами ВВН-водокольцевой вакуум-насос, а во втором – буквами ВК-водокольцевой компрессор. Они отличаются в основном комплектующим оборудованием. Первые комплектуются водоотделителем, рассчитанным на отделение достаточно большого объёма воды, засасываемой с воздухом. Компрессоры такого водоотделителя не имеют.
Промышленность выпускает вакуум-насосы марок ВВН1-0,75; ВВН1-1,5; ВВН1-3; ВВН1-6; ВВН1-12; ВВН1-25 и ВВН2-50М, соответственно с номинальной подачей от 0,75 до 50 м3/мин. Номинальная подача соответствует вакууму 6 м.в.ст.
Рис. 71. Водокольцевой компрессор
Ротационные газодувки Рутса.
Ротационные газодувки (воздуходувки Рутса) предназначены для транспортирования воздуха и газов, не агрессивных к чугуну и конструкционной стали, взрывобезопасных, не содержащих капельной жидкости, при температуре окружающего воздуха от –10 до + 350С. Воздуходувка состоит из элиптического корпуса и двух роторов. Причём роторы могут быть двух- или трёхлопастными. Один из роторов – ведущий, другой – ведомый; вращаются они в противоположные стороны. Благодаря наличию синхронизирующих шестерён, роторы при вращении между собой контакта не имеют. Профили роторов выполнены таким образом, что в любом положении они перекрывают всасывающую камеру от напорной.
Рис. 72. Схема ротационной газодувки.
Повышение давления в такой машине зависит от сопротивления сети, в которую подаётся газ. Роторы воздуходувки осуществляют перенос газа из области пониженного в область повышенного давления. Сжатие газа происходит мгновенно, толчками. Пульсация давления вызывает сильный шум.
Воздуходувки Рутса просты по своей конструкции, поэтому находят широкое распространение там, где требуется конечное давление не более 0,05 МПа. Применение трёхлопастных роторов, а также выполнение их с винтовой поверхностью, значительно снижает шумность воздуходувок.
Теоретическая подача воздуходувок Рутса определяется по формуле:
для двухлопастных – 2пR2kln;
для трёхлопастных – 3пR2kln,
где R – радиус цилиндра корпуса, м;
l – длина цилиндра корпуса,м;
n – частота вращения ротора;
k – коэффициент, зависящий от формы профиля; для двухлопастных роторов k = 0,53...0,59.
Условное обозначение газодувки, например, 1А24-30. Первая цифра и буква обозначают исполнение газодувки, вторые две цифры – условный размер газодувки, состоящий из обозначения габарита (цифры 1, 2, 3 соответствуют расстояниям между осями роторов – 72, 100, 200 мм) и условного размера длины роторов (1, 2, 4); цифры после тире – наибольший перепад давления (КПа), на котором испытана газодувка.
Система охлаждения газодувок – воздушная. Система смазки синхронизирующих шестерён и подшипников – циркуляционно-барботажная. Газодувки изготовляют в двух исполнениях: 1А – для транспортирования нейтральных к маслу газов, 1Г – для транспортирования токсичных и агрессивных к маслу газов.
Рис. 73 Общий вид газодувки Рутса.