Файл: Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник.pdf

тЁШ

Рис. 147. Мембранный компрессор МК-20/12-200

дисками на две части. Наружная часть сообщается через всасы­ вающий 6 и нагнетательный 5 самодействующие клапаны с соот­ ветствующими газовыми коммуникациями, а внутренная часть — через отверстия распределительного диска—-с гидравлическим цилиндром. Внутренняя часть полости и гидравлический цилиндр

*заполнены жидкостью. При работе гидропривода мембране сооб­ щается колебательное движение, она прогибается то вверх, то вниз, производя всасывание и нагнетание газа. Компенсационный насос 9 восполняет утечки жидкости из гидравлической системы. Его производительность больше утечек, вследствие чего мембрана достигает профилированной поверхности ограничительного диска несколько раньше, чем поршень гидравлического привода прихо­ дит в верхнюю мертвую точку. При дальнейшем движении поршня до конца хода избыток жидкости отводится из гидравлической по­ лости блока через специальный перепускной клапан. Этим дости­ гается плотность прилегания мембраны к профилированной по­ верхности ограничительного диска и полное вытеснение газа из камеры сжатия в нагнетательный канал. Таким образом, при рабо­

те компрессора мембрана полностью изолирует сжимаемый газ от внешней среды и от жидкости гидропривода. При невысоких частотах вращения мембранные компрессоры обычно приводятся в движение через клиноременную передачу от электродвигателя, поэтому на одном из концов коленчатого вала закрепляют шкивмаховик 1.

Интенсивное охлаждение сжимаемого газа вследствие относи­ тельно большой поверхности мембраны и веса металла блока, а также весьма низкие величины относительного мертвого простран­ ства позволяют достигать высоких степеней повышения давле­ ния в одной ступени, а следовательно, уменьшения числа ступеней в компрессоре. Например, для достижения давления 1000-ІО5 Н/м2 достаточно всего трех ступеней. Для более интенсивного охлажде­ ния в полости под распределительным диском часто располагают змеевик, охлаждаемый водой.

Мембранный блок крепится болтами к фланцу жидкостного цилиндра; при этом должно обеспечиваться плотное соединение между ограничительным и распределительным дисками и мембра­ ной без каких-либо прокладок. Металлические мембраны рабо­ тают в пределах упругих деформаций, их долговечность не пре­ вышает 500—1500 ч, что относится к недостаткам этих компрес­ соров. Долговечность мембраны в значительной мере опреде­ ляется правильно выбранным профилем вогнутых поверхностей,- ограничительного и распределительного дисков и величиной мак­ симального прогиба. Кроме того, профилированная поверхность должна обеспечивать минимальную величину мертвого простран­ ства. При разрушении мембраны рабочая жидкость может попасть в сжимаемый газ. Во избежание этого и для повышения надеж­ ности работы машины применяют многослойные мембраны.

Мембранные компрессоры используются в тех случаях, когда предъявляются особо жесткие требования к чистоте сжимаемого

184

газа (не допускается присутствие паров смазочного масла, воды, пыли и т. д). Для получения сверхвысоких давлений (100-ІО5 Н/м2 и выше) применяются пока только мембранные компрессоры с ме­ таллической мембраной, при давлениях порядка (100-^-200) X ХІО5 Н/м2 используются поршневые компрессоры с уплотнениями из композиций на основе фторопластов.

Конструкции, теория и методы расчета мембранных компрес­ соров в СССР разработаны Научно-исследовательским институ­ том химического машиностроения (НИИхиммаш).

Задачи

1. Поршневой компрессор, работающий на воздухе, должен использоваться для сжатия кислорода.

Определить, как изменится мощность электродвигателя при условии, что объемная производительность, степень повышения давления и к. п. д. компрес­

в конденсационных и выпарных установках и для автоматизации работы крупных насосных установок. Насос в таких случаях пу­ скается без предварительной заливки.

В вакуум-насосе имеет место тот же процесс сжатия, что и в компрессоре. В самом деле, если компрессор всасывает газ

в вакуум-насосе, если он всасывает газ при ОДНО5 Н/м2 (вакуум

185

определения работы сжатия, выведенные для компрессоров невы­ сокого давления, применимы и для вакуум-насосов. Выпускаются вакуум-насосы поршневые, водокольцевые, пластинчато-роторные и золотниковые. Принцип действия поршневых вакуум-насосов ана­ логичен принципу действия поршневых компрессоров.

Наша промышленность выпускала сухие поршневые вакуумнасосы производительностью 2ч-34 м3/мин типа ВН-66 и 300-1 (вакуум до 95%) и МВН-60 — мокрый, производительностью 245 м3/мин (вакуум до 85%). Теперь выпускаются вакуум-насосы двух типов: НВМ-300 — мокрый, производительностью 2,75 м3/мин; потребная мощность 6,4 кВт; частота вращения 165 об/мин; вакуум 85%, и сухой, типа НВС-300 производительностью 2,Зч-2,9 м3/мин, вакуум 95%, частота вращения 180 об/мин; потребная мощность

5,2 кВт.

§ 90. Водоікольцевой вакуум-насос

Водокольцевой насос работает следующим образом. Внутри

стия 10 и 1 расположены в торцовых крышках корпуса. При работе насоса вода нагревается. Так как разрежение, создаваемое вакуумнасосом, зависит от температуры воды, то ее нужно все время ме­ нять. Для этого рядом с насосом устанавливают специальный бак 7 с водой, водомерным стеклом и трубой 5, регулирующей уровень воды в баке. При недостатке воды насос перестает действовать. В конструкцию насоса также входят всасывающий трубопровод 4, нагнетательный трубопровод 3, бак, труба от водопровода, вы­ хлопной патрубок 6 и сливной патрубок 8.

Водокольцевой насос очень прост в эксплуатации и может использоваться как компрессор и как вакуум-насос. Эти насосы известны под маркой РМК-

186

Порядок пуска насоса. Сначала насос наполняют водой до пе­ реливного крана на корпусе, после чего закрывают водопроводный вентиль и перед пуском электромотора при помощи вспомогатель­ ного вентиля соединяют всасывающую часть насоса с атмосферой. Это необходимо для того, чтобы насос не был пущен под нагруз­ кой. Затем открывают вентиль для циркулирующей через насос воды и вентиль для подвода воды к сальникам (последние при ра­ боте вакуум-насоса должны пропускать капельки воды, что указы­ вает на то, что сальники не слишком туго затянуты). Тем време­ нем ротор достигает требуемых оборотов, поэтому вспомогатель­ ный вентиль, впускающий воздух из атмосферы, постепенно закры­ вают (разрежение увеличивается до максимальной величины) и открывают задвижку на всасывающей трубке: начинается вакууммирование. Непосредственно после пуска вакуум-насоса проверяют работу сальников и всех приборов.

Останавливают насос в обратном порядке: закрывают всасы­ вающую задвижку, закрывают вентиль циркуляции воды, откры­ вают воздуховпускной вентиль и останавливают электродвигатель.

Остаточное давление, создаваемое одноступенчатым вакуумнасосом, доходит до 0,270 Н/м2. В двухступенчатом вакуум-насо­ се остаточное давление может быть доведено до 0,013 Н/м2. Ско­ рость действия (производительность) — 0,5-н25 л/с.

§ 91. Пластинчато-роторный вакуум-насос

Механические вакуум-насосы с масляным уплотнением бывают разных конструкций. Наиболее простой, пластинчато-роторный,

187

которое препятствует попаданию атмосферного воздуха в насос. Во время работы масло поступает в камеру насоса через щели, а также частично через клапан. Таким образом, все тру­ щиеся поверхности в камере покрыты слоем масла. Кроме того, масло создает уплотнение между полостями всасывания и выхло­ па и заполняет вредные пространства. Последние, образующиеся под клапаном и в других местах, значительно увеличивают оста­ точное давление в камере, что связано с уменьшением производи­ тельности насоса.

Для получения более глубокого вакуума применяют двухсту­ пенчатые пластинчато-роторные вакуум-насосы (см. рис. 145). В таких насосах полость выхлопа / ступени соединяют непосред­

от одного до двенадцати насосов. Остаточное давление по возду­ ху можно довести в них до 0,133 Н/м2 и ниже.

где Z)u— диаметр цилиндра, м; Dр— диаметр ротора, м;

L — длина ротора, м;

п —■частота вращения, об/мин.

Для определения действительной производительности следует учесть объем, занимаемый пластинами в серповидном пространст­ ве и объемные потери через неплотности.

Рис. 150. Схема последовательности действия плунжер­ ного (золотникового) вакуум-насоса

188