Водокольцевые вакуум-насосы

Водокольцевые насосы относятся к группе само­всасывающих, или вакуум-насосов.

Рис. Водокольцевой насос:

а—схема: 1— корпус; 2, 3— отверстия; 4— рабочее колесо; 5, 6— камеры;

б— общий вид

Устройство их таково, что они могут всасывать и воздух, и воду. Большой недостаток центробежных насосов обычных кон­струкций — их неспособность к самостоятельному всасыванию жидкости, так как воздух, первоначально находящийся во всасы­вающей трубе, вследствие его малой массы не может быть отка­чан для создания достаточно глубокого вакуума, обеспечивающе­го подъем жидкости до заполнения ею рабочего колеса насоса. Водокольцевые насосы могут создавать значительные разре­жения в воздушной среде, а следовательно, и поднимать жид­кость по всасывающей трубе на достаточно большую высоту, т. е. могут сами всасывать жидкость без предварительной залив­ки насоса. Это явление называют самовсасыванием.

Применяют водокольцевые насосы как самостоятельные агре­гаты для перекачки газов или жидкостей, но чаще как вспомога­тельные установки для обеспечения заливки больших центро­бежных насосов, а также для создания и поддержания вакуума в различных емкостях и аппаратах.

По конструкции водокольцевые насосы сходны с ротацион­ными, но рабочее колесо водокольцевого насоса имеет радиаль­ные неподвижные лопатки.

Корпус насоса заливают водой не полностью. В корпусе 1 насоса на валу, установленном с эксцентриситетом, смонтировано рабо­чее колесо 4. Лопатки колеса касаются верхней образующей внутренней области цилиндрического корпуса, но они не дохо­дят до нижней образующей на значительное расстояние. Лопатки колеса вплотную подходят к торцевым крышкам корпуса насоса, в которых выполнены отверстия 2 и 3.

При вращении крыльчатки вода отбрасывается под действием центробежной силы к периферии, причем в камере 5 образуется вакуум, распространяемый на отверстие 3. Это отверстие являет­ся всасывающим. Через него поступает воздух (или жидкость) в камеру 5, которая при вращении крыльчатки в направлении, указанном стрелкой, переносится по часовой стрелке до сообще­ния с отверстием 2. Но камера 5, заполненная газом или жид­костью, уменьшается при этом вращении, и ее содержимое нагнетается в отверстие 2. Постоянное повторение этого процесса и составляет рабочий процесс водокольцевого насоса.

В емкость, входящую в состав установки, может поступать воздух; из насоса он уходит в атмосферу, а в насос требуется периодически добавлять жидкость. Если насосом откачивается вода, то избыток ее отводится по водосливной трубке, а необхо­димая доля может поступить обратно в насос, когда он вновь будет всасывать воздух.

Вихревые насосы

Рабочий орган вихревого насоса (рис. ) — рабочее колесо, представляющее собой диск, по бокам которого по внешнему диаметру профрезерованы лопатки. Рабочее колесо расположено в корпусе насоса концентрично кольцевому каналу, охватываю­щему торец рабочего колеса. Кольцевой канал выполнен в боко­вых и периферийной стенках корпуса и прерывается перемыч­кой, расположенной между всасывающим и нагнетательным пат­рубками. Перемычка служит уплотнением между напорной и входной полостями.

Принцип работы насоса состоит в следующем. При вращении рабочего колеса частицы жидкости в ячейках вращаются вместе с колесом и вследствие трения увлекают частицы жидкости, расположенные в кольцевом канале, охватывающем рабочее ко­лесо. Одновременно на частицы, расположенные между лопастя­ми, действует центробежная сила, и они отбрасываются в коль­цевой канал, а затем вновь попадают на колесо, совершая вихре­вое движение. В результате развивается движение с высокими тангенциальными скоростями с одновременным образованием и разрушением вихрей и дейст­вием на жидкость центробеж­ных сил. Напор вихревого насоса в 4...6 раз больше, чем центробежного, при тех же га­баритах и частоте вращения. Вихревые насосы выпуска­ют одноступенчатыми и двух­ступенчатыми. Всасывающий и нагнетательный патрубки рас­положены в верхней части корпуса насоса. После остановки насос остается залитым для последующего пуска. Кроме того, вихревые насосы обладают самовсасывающей способностью, что позволяет использовать их в качестве вакуум-насосов при заливе крупных центробежных насосов. У вихревых насосов относительно невысок КПД (25...55 %). Выпускают комбинированные насосы, у которых в одном корпусе размещены и вихревые, и центробежные колеса.

Технические данные вихревых насосов приведены в табл.

Сопоставление технических данных вихревых и центробежно-вихревых насосов показывает, что при одинаковых подачах вихревые и центробежно-вихревые насосы работают при более высоких напорах, но относительно низких КПД.

Подачу вихревых насосов можно регулировать либо дроссели­рованием потока на выходе из насоса, либо изменением частоты вращения. Чаще применяют первый метод из-за его простоты, хотя второй значительно более экономичен.