§ 4.4.1. Конструкция объемных насосов
Объемные насосы в зависимости от выбора конструктивной схемы делятся на поршневые, жидкостно-кольцевые и ротационные.
В поршневых откачка осуществляется за счет периодического изменения объема цилиндра. Цилиндры могут быть простого и двойного действия с водяным или воздушным охлаждением. Скорость движения поршня обычно не превышает 1 м/с. Обычные поршневые насосы с самодействующими клапанами имеют предельное давление 4 • 103... 1 -104 Па. Насосы с золотниковым распределением имеют более низкое предельное давление: 3-102 Па для одноступенчатых и 101 Па для двухступенчатых конструкций. Улучшение предельного давления достигается перепуском газа из мертвого пространства в конце хода поршня во вторую полость цилиндра, в которой заканчивается процесс всасывания.Быстрота действия современных поршневых насосов составляет 10.4000 л/с. Насосы обычно начинают работать от атмосферного давления.
Недостатками поршневых насосов являются неравномерность процесса откачки, неполная уравновешенность, большие потери на трение ~200 Вт/(л/с) и большая удельная масса 10...20 кг/(л/с).
Жидкостно-кольцевые насосы или насосы с жидкостным поршнем (рис. 4.9) имеют в цилиндрическом корпусе / эксцентрично расположенное рабочее колесо 2 с неподвижно закрепленными лопатками. Находящаяся внутри корпуса жидкость во время вращения под действием центробежных сил прижимается к стенкам корпуса и образует жидкостное кольцо 4. Между жидкостным кольцом и лопатками насоса образуются отдельные ячейки неодинакового размера. Вначале их объем увеличивается и газ через всасывающее отверстие 3 в торцевой крышке поступает в насос. Затем объем ячеек уменьшается и сжатый газ через выхлопное отверстие 5 удаляется из насоса.
В качестве рабочей жидкости для откачки смеси воздуха с водяным паром используется вода, для откачки хлора — концентрированная серная кислота и т. д. По конструкции и условиям эксплуатации эти насосы проще поршневых, так как не имеют клапанов и распределительных устройств.
Предельное давление таких насосов определяется давлением насыщенных паров рабочей жидкости. Водокольцевые насосы имеют предельное давление (2... 3) 103 Па. Насосы могут работать от атмосферного давления. В компрессорном режиме обеспечивают Давление до 2-105 Па. Быстрота действия лежит в пределах от 25 До 500 л/с.
Недостатком жидкостно-кольцевых насосов является довольно большой удельный расход мощности ~200 Вт/(л/с) из-за необходимости перемещения жидкости, находящейся в насосе. Удельная масса насосов около 10 кг/(л/с).