3 Описание конструкции и принципа действия вспомогательного оборудования
3.1 Насос для подачи исходной смеси
Для подачи исходного раствора на выпаривание используется центробежный насос.Центробежные насосы имеют значительные преимущества по сравнению с поршневыми: равномерность подачи, быстроходность, компактность, простоту устройства, возможность перекачивания загрязненных жидкостей, так как в центробежных насосах имеются большие зазоры между кожухом и колесом и отсутствуют клапаны. Для установки центробежных насосов не требуются массивные фундаменты [8].
Для
подачи исходной смеси на выпаривание
используется центробежный насос марки
Х8/18, для которого при оптимальных
условиях работы
Q=5,5·10-3м
/с,Н=10,5 м, ηн=0,60. Конструкция
центробежного насоса марки Х приведена
на рисунке 3.1.
1 – крышка корпуса; 2 – колесо; 3 – гайка; 4 – корпус; 5 – вал
Рисунок 3.1 – Центробежный насос марки Х
Насос состоит из рабочего колеса 2, корпуса 4, вала 5 крышки 1 корпуса насоса, являющейся корпусом сальника, и опорного кронштейна. Подвод перекачиваемой жидкости к насосу осуществляется по оси насоса, отвод – вертикально вверх. Рабочее колесо – закрытого типа – закреплено на валу насоса гайкой 3. На заднем диске рабочего колеса имеются разгрузочные отверстия для уравновешивания осевых сил. Корпус насоса является несущим. Опорная часть изготовлена в виде лап, которыми насос закрепляют на опорной плите [8].
В проектируемой установке насос работает в равномерном режиме, который достигается при неравномерном потреблении жидкости в системе за счет установки напорно-регулирующей емкости, рассчитанной на восприятие разности подачи насосов и потребление жидкости в системе.
При равномерном режиме работы насосов и наличии напорного бака значительных размеров КПД насосной установки примерно равен КПД в оптимальном режиме. Однако в этом случае затраты на систему возрастают из-за значительных габаритных размеров баков. Регулирование подачи насоса осуществляется дросселированнием напорной стороны насоса.
3.2 Вакуумный насос
Для создания вакуума используем водокольцевой вакуумный насос (рисунок 5.2).Рабочая жидкость таких вакуумных насосов - вода. Конструкция насосов: вакуумные водокольцевые простого действия. Исполнение насосов: горизонтальные с оссвым направлением газа через всасывающие и нагнетательные окна. Конструктивная особенность - отсутствие трущихся частей в рабочем пространстве. Материалы исполнения вакуумных водокольцевыхнасосов ВВН – ссрый чугун и стали обычных марок, насосов ЖВН-12Н – нержавеющая сталь 12Х18Н9Т.
1 – корпус; 2 – всасывающий патрубок; 3 – всасывающее окно; 4 – колесо; 5 – нагнетательный патрубок; 6 – водяное кольцо; 7 – нагнетательное окно
Рисунок 5.2 – Водокольцевой вакуумный насос
Отличительной особенностью жидкостно-кольцевых (водокольцевых) вакуумных насосов является то, что сжатие газа в них осуществляется водяным кольцом 6, которое приводится в движение лопаточным рабочим колесом 4, эксцентрично расположенным в корпусе 1.
Перед пуском насос до оси заполняется жидкостью. При вращении рабочего колеса 4 жидкость лопатками отбрасывается к корпусу, и между ступицей рабочего колеса 4 и водяным кольцом 6 образуется серпообразное пространство, разделённое лопаткам рабочего колеса на рабочие ячейки, объем которых изменяется в зависимости от угла поворота рабочего колеса. На угле поворота рабочего колеса, при котором объём рабочих ячеек увеличивается, они соединяются со всасывающим окном 3 и через него заполняются откачиваемым газом. Когда объём рабочей ячейки станет максимальным она отсоединяется от окна всасывания. При дальнейшем повороте рабочего колеса объём рабочей ячейки уменьшается, и в ней происходит сжатие газа. На определённом угле поворота рабочая ячейка соединяется с нагнетательным окном, и газ благодаря уменьшению объёма рабочей ячейки выталкивается через нагнетательное окно в нагнетательный патрубок.
Привод водокольцевого насоса осуществляется непосредственно от электродвигателя. Вал электродвигателя соединяется с валом насоса через упругую муфту. Так как газ сжимается жидкостью, в вакуумном водокольцевом насосе осуществляется хороший теплообмен между сжимаемым газом и жидкостью, и большая часть тепла сжатия отводится от газа. Чтобы поддерживать температуру жидкостного кольца стабильной, постоянно вводятся новые порции холодной жидкости. Излишнее количество жидкости отводится из жидкостного кольца через нагнетательное окно и нагнетательный трубопровод в отделитель жидкости.