Глава 23.1 Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы

Устройство, принцип действия, термодинамические основы процесса сжатия.

Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы (ЖКВН) применяют в химической, целлюлозно-бумажной, горнодобывающей, тек­стильной, пищевой, металлургической и других отраслях про­мышленности.

Насосы отличаются простотой конструкции, надежностью в эксплуатации, низким уровнем шума. Протекание процесса сжатия в них с интенсивным теплообменом позволяет откачивать легко разлагающиеся, полимеризующиеся, воспламеняющиеся и взрывоопасные газы и смеси, а также откачивать газы, содержа­щие пары, капельную жидкость и даже твердые инородные вклю­чения. Соответствующий подбор рабочей жидкости обеспечивает откачивание агрессивных газов (например, для перекачивания хлора используют серную кислоту) и не загрязняет откачиваемые газы и объемы парами масел. Недостатками ЖКВН являются высокие затраты мощности на вращение жидкостного кольца и, как следствие, относительно низкий КПД; высокое предельное остаточное давление 2,66 ... 9,31 кПа для одноступенчатых ва­куумных насосов и 0,133 ... 0,665 кПа для двухступенчатых; невысокая окружная скорость на периферии рабочих колес, что приводит к увеличению размеров.

В СССР ЖКВН выпускают производительностью от 0,0125 до 5 м³/с на давления всасывания 40, 30 и 20 кПа.

ЖКВН различают по числу рабочих циклов, по типу подвода и отвода газа, по используемой в кольце жидкости.

По числу рабочих циклов эти насосы разделяют на насосы простого (рис. 106, а) и двойного (рис. 106, б) действия. В насосе простого действия рабочее колесо 1, состоящее из ступицы и ло­паток, отлитых как одно целое, эксцентрично расположено в ци­линдрическом корпусе 2. Рабочая жидкость заливается в корпус до оси колеса. При вращении колеса жидкость центробежной си­лой отбрасывается к корпусу 2 и между ступицей колеса 1 и вну­тренней поверхностью жидкостного кольца 3 образуется, серпо­образная полость, которая лопатками делится на отдельные рабо­чие ячейки. От сечения /—/ (рис. 106, а) до сечения II—II в на­правлении вращения колеса объем рабочих ячеек увеличивается и в них через всасывающее окно А поступает откачиваемый газ. От сечения II—II до сечения III—III объем рабочих ячеек уменьшается, и, так как они не соединены ни со всасывающим, ни с на­гнетательными окнами, газ в них сжимается. Когда рабочие ячейки проходят мимо нагнетательного окна В, газ из них поступает в нагнетательное окно вследствие уменьшения объема рабочих ячеек. Часть газа, оставшаяся в ячейке, возвращается через за­зор С на всасывание, где он расширяется до давления всасывания и занимает часть объема рабочих ячеек, что приводит к уменьше­нию производительности насоса.