реферат скачать
 

Насосы

Конденсатные насосы обычно работают с минимальным располагаемым кавитационным запасом в условиях глубокого вакуума на входе и при температуре конденсата, близкой к температуре насыщения. Поэтому для улучшения антикавитационных качеств насоса первую ступень выполняют двухпоточной с уширенным входом или с предвключенным рабочим колесом. Конденсатные насосы с подачей до 200 м3/ч обычно изготавливают в горизонтальном исполнении, а с подачей 200 м3/ч и выше - в вертикальном.

Основные требования, предъявляемые к конденсатным насосам:

1.                      обеспечение стабильной формы напорной характеристики при параллельной работе насосов;

2.                      отсутствие подсоса воздуха через работающий и неработающий насос.

Насосы систем безопасности.

Насосы систем безопасности предназначены для поддержания в допустимых пределах параметров работы АЭС, определяющих ее безопасность не только в нормальных условиях эксплуатации (работа энергоблока на мощности, пуск и остановка, плановое изменение нагрузки, плановое расхолаживание и т.п.), но также и в аварийных режимах, вызванных нарушениями в работе или отказом оборудования и систем АЭС.

Вихревые насосы. Принцип действия машины.

Вихревые насосы относятся к машинам трения. Рабочее колесо вихревого насоса аналогично колесу центробежного насоса, засасывает жидкость из внутренней части канала и нагнетает ее во внешнюю, в результате чего возникает продольный вихрь. При прохождении жидкости через рабочее колесо в вихревом насосе, как и в центробежном, увеличиваются кинетическая энергия жидкости (увеличивается ее скорость) и потенциальная энергия давления. Рабочим органом насоса является рабочее колесо с радиальными или наклонными лопатками. Колесо вращается в цилиндрическом корпусе с малыми торцовыми зазорами. Жидкость поступает через всасывающее отверстие в канал, перемещается по нему рабочим колесом и выбрасывается через выходное отверстие.



Конструкционные признаки насоса



Рис. 1. Схема вихревого насоса
1 - рабочее колесо; 2 - лопатка; 3 - корпус; 4 - всасывающее отверстие; 5 — выходное отверстие


Рис. 2. Схема вихревого насоса закрытого типа

Рабочим органом вихревого насоса является рабочее колесо 1 с радиальными или наклонными лопатками (рис. 2), помещенное в цилиндрический корпус с малыми торцевыми зазорами. В боковых и периферийной стенках корпуса имеется концентричный канал 2, начинающийся у всасывающего отверстия и кончающийся у напорного. Канал прерывается перемычкой 4, служащей уплотнением между напорной и всасывающей полостями. Жидкость поступает через всасывающий патрубок 5 в канал, прогоняется по нему рабочим колесом и уходит в напорный патрубок 3.

По типу рабочего колеса вихревые насосы делятся на насосы закрытого и открытого типов. У насосов закрытого типа (см. рис. 2) лопатки рабочего колеса короткие. Их внутренний радиус равен внутреннему радиусу канала. Жидкость подводится из всасывающего патрубка непосредственно в канал.

У насосов открытого типа (рис. 3) внутренний радиус лопаток меньше внутреннего радиуса канала.


Рис. 3. Схема вихревого насоса открытого типа

Жидкость подводится из всасывающего патрубка 1, поступает в подвод 2, из которого через всасывающее окно 3 подводится к лопаткам рабочего колеса 4 и затем поступает в канал 5. От типа колеса зависят его кавитационные свойства, а также самовсасывающая способность и способность работать на газожидкостной смеси. Далее жидкость прогоняется по каналу рабочим колесом и через напорное отверстие 8 уходит в отвод 6 и напорный патрубок 7.


Характеристики насоса

Вихревые насосы изготовляют на подачу до 12 л/с. Напор вихревых насосов достигает 240 м, мощность доходит до 25 кВт, коэффициент быстроходности ns=6÷40. Число оборотов вихревого насоса так же, как и лопастного, ограничено только кавитационными явлениями. Следовательно, насос может быть непосредственно соединен с электродвигателем.

Характеристика вихревого насоса, приведенная на (рис. 5), может быть пересчитана на другую частоту вращения и другие размеры по формулам пересчета теории гидродинамического подобия.


Рис. 5. Характеристика вихревого насоса

Большинство вихревых насосов обладает самовсасывающей способностью. Для самовсасывания насос должен быть заполнен перед пуском небольшим количеством жидкости. Достаточно даже количества жидкости, какое остается в насосе после предыдущего пуска.
Условия входа жидкости на лопатки колеса вихревого насоса открытого типа и лопастного насоса мало отличаются. Поэтому теория кавитации лопастных насосов применима и для вихревых насосов открытого типа.
У насосов закрытого типа жидкость подводится непосредственно в канал. Следовательно, на рабочее колесо она поступает на большем радиусе, при больших окружных и относительных скоростях. Поэтому кавитационные качества вихревых насосов закрытого типа очень низки. Движение на входном участке канала насоса закрытого типа сложное, так как на движение жидкости из всасывающего патрубка в канал накладывается продольный вихрь. Поэтому аналитический расчет кавитационных качеств насоса закрытого типа в настоящее время невозможен. Для улучшения кавитационных качеств насоса закрытого типа перед вихревым рабочим колесом подключают центробежную ступень. Такой насос называется центробежно-вихревым.


 


Рис. 6. Определение рабочей точки при дросселировании вихревого насоса

Режим работы вихревого насоса определяется точкой А (рис. 6) пересечения характеристики насоса (кривая 2) и характеристики сети (кривая 1).

Достоинства и недостатки данной машины.


Вихревые насосы обычно применяют при необходимости создания большого напора при малой подаче. Вихревой насос по сравнению с центробежным обладает следующими достоинствами: создаваемое им давление в 3-7 раз больше при одинаковых размерах и частоте вращения рабочего колеса; конструкция проще и дешевле; обладает самовсасывающей способностью; может работать на смеси жидкости и газа; подача меньше зависит от противодавления сети. Недостатками насоса являются низкий КПД, не превышающий в рабочем режиме 45%, и непригодность для подачи жидкости, содержащей абразивные частицы (так как это приводит к быстрому изнашиванию стенок торцовых и радиальных зазоров и, следовательно, падению давления и КПД).

Область применения.

Вихревые насосы применяют:

1.      в химической промышленности для подачи кислот, щелочей и других химически агрессивных реагентов. Здесь требуются обычно насосы с малыми подачами и высокими напорами (максимальная скорость протекания химических реакций, большие гидравлические сопротивления реакторов и давления, при которых протекают реакции). Благодаря простой конструкции рабочих органов вихревых насосов возможно применение химически стойких пластмасс, а также металлов, плохо поддающихся механической обработке и отливке;

2.      для перекачивания легколетучих жидкостей (бензина, спирта, эфира и т. д.). Испарение легких фракций этих жидкостей приводит к тому, что в насос засасывается смесь жидкости и пара. Вихревой насос в отличие от центробежного может работать на такой смеси. В частности, вихревые насосы применяют на аэродромных и автомобильных бензораздаточных станциях, а также в бензозаправщиках самолетов. В этих случаях требуется быстрая готовность насоса к пуску при частых остановках и надежность в работе при наличии в трубопроводе воздуха или пара. Вихревой насос, будучи самовсасывающим и способным работать на смеси жидкости и газа, удовлетворяет этим требованиям. Работа насоса в рассматриваемой области кратковременна, поэтому значение КПД несущественно;

3.      для подачи жидкостей, насыщенных газами, например жидкостей, содержащих большое количество растворенного газа, который выделяется при прохождении в области пониженного давления; для откачивания жидкости с высокой упругостью пара (например, пропан, бутан) при положительной высоте всасывания из емкости, в которой давление равно упругости насыщенного пара. В последнем случае при подъеме по всасывающему трубопроводу жидкость частично испаряется, ее температура понижается и, следовательно, уменьшается упругость насыщенного пара. Это замедляет процесс испарения, но в насос поступает смесь жидкости и пара;

4.      в небольших автоматических насосных станциях например для сельского водоснабжения. Центробежные насосы здесь малопригодны, так как требуются обычно малая подача и большой напор; поршневые насосы дороги, громоздки и также не пригодны вследствие того, что условия эксплуатации препятствуют автоматизации;

5.      в насосных установках коммунального хозяйства, например, в качестве бустерных насосов для водоснабжения и автомоечных насосов. Здесь требуются малые подачи и большие напоры;

6.      вместо водокольцевых компрессоров в качестве вакуум-насосов и компрессоров низкого давления;

7.      в качестве питательных насосов малых вспомогательных котельных установок.


Способы регулирования насоса.

Более выгодным способом регулирования подачи вихревого насоса является регулирование перепуском (рис. 7 б). Для этого напорный и всасывающий патрубки насоса соединяют свободным трубопроводом с установленным на нем регулировочным вентилем. Для уменьшения расхода в установке следует открыть вентиль, благодаря чему часть жидкости, подаваемой насосом, возвращается через отводной трубопровод обратно во всасывающий патрубок, и расход жидкости во внешней сети уменьшается.




Рис. 7. Схемы регулирования подачи вихревого насоса
а - дросселированием; б — перепуском Одним из преимуществ регулирования перепуском перед регулированием дросселированием является возможность использования для привода насоса двигателя меньшей мощности. При регулировании перепуском мощность двигателя выбирают по мощности, потребляемой насосом при полностью закрытом перепуске, при дросселировании - по мощности, соответствующей нулевой подаче.

 

Двухступенчатый пластинчато-роторный вакуумный насос 2 DS 150.


Пластинчато-роторные вакуумные насосы и ротационные насосы являются наиболее экономичными вакуумными насосами для создания вакуума ниже 1 торр (диапазон низкого вакуума). Так как они еще кроме этого, в противо­вес к другим вакуумным насосам работают непосредственно контратмосферного давления и при помощи газобалластного устройства создают возможности к отсасыванию паров, эти насосы находят обширное применение в многочисленных отраслях промышленности.

Наш двухступенчатый пластинчато-роторный вакуумный насос 2 DS 150 может применяться в качестве предвари­тельного насоса к диффузионным насосам Рутса. Кроме этого он, в связи с его двухступенчатым исполнением, может быть предназначен для всех процессов, связанных с низким вакуумом. В зависимости от требующихся насосных комбинаций для той или иной цели применения и соответствующих дополнительных устройств (отделители, конденсаторы или холодные ловушки) наши пластинчато-роторные вакуум­ные насосы можно применять для следующих процессов:


Химическая промышленность:

дистилляция, сублимация, дегазация, сушка, сушка замораживанием


Металлургическая промышленность:

                        плавка и отливка, легирование, агломерация, дегазация


            Электротехническая промышленность:

                        сушка и дегазация, пропитывание, вакуумирование, вентиляция, селеновое паровакуумирование


Характерным показателем пластинчато-роторного насоса является конечное давление (торр), всасываемая спо­собность (м3/ч) и потребление мощности (ватт) в зависимости от давлении при засасывании. Приведенное в таблице значение конечного давления относится к парциальному давлению неконденсирующихся газов, замеренное при помощи Мс. Леод. Это значение является показателем точности и плотности насоса. Наряду с этим можно было бы еще привести общее (тотальное) давление, достижимое насосом. Однако этот по­казатель подлежит влиянию пара насосного масла, так что полученные данные дали бы только лишь справку о качестве насосного масла. Тотальное давление в данной области определяется термоэлектрическим путем и в общих чертах может быть выражено величиной в 5х10-2 торр.



Данный пластинчато-роторный вакуумный насос-агрегат A2DS 150  предназначен для создания вакуума в испытательной барокамере. Устройство и конструкция установки, её техническая характеристика


Конструкция и принцип действия пластинчато-роторного вакуумного насоса

Пластинчато-роторный вакуумный насос 2DS150 является двухступенчатым воздухом охлаждаемым насосом предварительного вакуума. Этим насосом достигается конечное давление в 5х10-4 или 1Х10-3 торр без газобалласта и 5Х10-2 торр с газобалластом. Он предназначен для отсасывания воздуха и нейтральных газов. Ввиду наличия газобалластного устройства, этим насосом можно также отсасывать конденсирующиеся пары. Для лучшего понимания принципа действия и конструкции насоса служит чертеж в разрезе — рис. 1. Насос состоит из двух основных групп: кожух и бегун. Из чугунного литья изготовленный кожух (40) подразделен в две ступени; снаружи кожух оснащен охлаждающими ребрами. Перекрытие обеих ступеней насоса осуществля­ется посредством корпуса подшипника (высокий вакуум) и затворной крышкой (ступень предварительного ва­куума).

В кожухе вращается в радиальных шарикоподшипниках эксцентрически расположенный бегун. Он состоит из сквозного вала (22) и на нем насажанных роторов (23 и 24) 1-ой и 2-ой ступеней, как и клиноременного шкива (41). Последний исполнен в качестве вентилятора для выработки необходимого охлаждаемого воздуха. Места опор находятся во-первых в промежуточной стенке между обоими ступенями кожуха, а во-вторых в под­шипниковом корпусе (42), в котором еще кроме этого находится двойное маслостопорное устройство, предо­храняющее масло от влияния наружной атмосферы. Тут, как и между обоими ступенями уплотнение осуществля­ется при помощи радиально уплотнительных колец.

Роторы изготовлены из чугунного литья. В каждом из них находятся 2 золотника, которые благодаря центробеж­ной силе прижимаются наружу, скользят по стенкам кожуха и тем самым обеспечивают хорошее уплотнение. По всасывающему патрубку (43) проникающий газ, золотники подталкивают перед собой и тем самым сгущают его. Когда над маслом перекрытым нагнетательным клапаном (30) существующее давление (атмосферное давле­ние) превышается, клапан открывается и газ выталкивается в верхнюю часть насоса, перекрытая колпачным кузо­вом (44). Верхняя часть насоса наполнена маслом, доходящее до визирки по наблюдению за уровнем масла. Это масло служит во-первых в качестве запаса масла для насоса, во-вторых для заполнения вредного пространства под нагнетательным клапаном форвакуумной ступени, а в третьих для уплотнения. В процессе разбега, при котором машина кратковременно работает в более высокой сфере давления, степень уплотнения уже в высоковакуумной ступени превышает наружное давление воздуха, вследствие чего сгущенный газ выталкивается в данной ступени встроенными клапанами. При достижении нормального рабочего диапазона вблизи конечного давления, то тогда еще транспортируемые небольшие количества газа являются недостаточ­ными, чтобы открыть клапаны высоковакуумной ступени. Уплотненный газ по соединительному каналу (45) поступает в рабочую камеру форвакуумной ступени, где с цир­кулирующим маслом сгущается до значения атмосферного давления и по клапану форвакуумной ступени вытал­кивается в полость колпачного кузова. По нагнетательному патрубку (46) газ поступает в нагнетательный трубо­провод. Легкий изгиб нагнетательного патрубка предотвращает обратный поток конденсата, могущий образо­ваться в нагнетательном трубопроводе.

Под нагнетательным патрубком расположен маслоотделитель (47), который отделяет масло от чужеродных тел внешней среды.

Для предотвращения попадания грубых загрязнений, в нагнетательном патрубке (43) встроены фильтры (8). При производственных процессах, связанных с образованием мелких пылевых частиц и т.п., тогда насос необходимо предохранить путем предвключения отделителей или фильтров; в противном случае производственно-техническая безопасность не может быть обеспечена.

Необходимое количество газобалласта для отсасывания паров подводится по газобалластному клапану (13), ко­торый прикреплен к корпусу кожуха форвакуумной ступени.

 Описание пластинчато-роторного вакуумного насоса - агрегата

Для облегчения встраивания в комплексные вакуумные установки, насос с к нему относящимся электродвигателем смонтированы на фундаментной плите. Привод осуществляется по клиновым ремням. Электродвигатель так рассчитан, что еще имеется достаточно резервной мощности. Расположение электродвигателя на натяжных шинах, позволяет дополнительное натяжение клиновых ремней. Для предотвращения несчастных случаев, клиноременный привод со всех сторон оснащен изоляцией — защитой ремня.


Технические данные

Всасываемая способность при 760 торр ................. 150 м3/ч

                        при 1 торр ................... 140 м3/ч

Конечное давление, парциальное

                  без газобалласта ................... £ 5Х10-4 торр

                                   ................... £ 1Х10-3 торр

                                     (для применения в низком вакууме)

                  с газобалластом .................... £ 5Х10-2 торр

Число оборотов вакуумного насоса ..................... 530 об/мин

Число оборотов электродвигателя ...................... 1430 об/мин

Мощность электродвигателя ............................ 5,5 кВт

Требующееся напряжение сети .......................... 380 вольт

Сорт масла ........................................... V75

Требующиеся свойства рабочего масла

                         Вязкость .................. 9-10 °Е при 50 °C

                         Давление пара ............. ниже чем 5Х10-2торр

                                                       при 20 °C

                         Точка затвердевания ....... ниже -20 °C

                                       без воды и прочих загрязнителей

Количество заправки масла (всего) .................... около 5л

Средство охлаждения .................................. Воздух

Присоединение для стороны всасывания ................. Фланец NW 65 по

                                                             ТГЛ 11 928

Присоединение для стороны нагнетания ................. Фланец NW 65 по

                                                             ТГЛ 11 928

Масса насоса без электродвигателя .................... 292 кг

Масса насоса с электродвигателем и с фундаментной плитой .....  400 кг

Потребность в площади для насоса длХширХвыс .......... 660Х520Х655

Потребность в лощади для агрегата длХширХвыс ......... 1025Х663Х723

Число ступеней ....................................... 2


Системы и средства управления и контроля работы установки, правила эксплуатации, пуска установки

Установка агрегата

Место установки пластинчато-роторного вакуум-насоса - агрегата необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы со всех сторон имелся бы хороший доступ. Необходимость сего объясняется требованием постоянного надзора за состоянием уровня масла, регулярной смены масла и создания возможности на месте производить небольшие ремонты.

Пластинчато-роторный вакуум-насос — агрегат поставляется в состоянии эксплуатационной готовности. Вакуумная установка уравновешивается при помощи ватерпаса и привинчивается к фундаменту. Для полного пре­дотвращения неизбежных незначительных сотрясений фундамента или остова, можно проложить резиновые амортизаторы..

Страницы: 1, 2, 3


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.