ВАКУУМНЫЕ ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ

КОНСТРУКЦИИ ПЛУНЖЕРНЫХ ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Плунжерные вакуумные насосы изготовляют одноступенча­тыми параллельного действия, когда в одном корпусе объединены две рабочие камеры, и двухступенчатыми.

На валу 1 (рис. 140) плунжерного вакуумного насоса НВЗ-500 в двух разъединенных полостях расположены под углом 180е один относительно другого два эксцентрика 2 с плунжерами 3. Цилиндр 4 насоса разделен на две рабочие полости. При враще­нии вала каждый из плунжеров обкатывает внутреннюю поверх­ность цилиндра, сжимая находящийся впереди себя газ и вытал­кивая его через нагнетательные тарельчатые клапаны 5 (рис. 141). Откачиваемый газ поступает в рабочую полость через окно, рас­положенное в прямоугольной части плунжера. Прямоугольная часть плунжера скользит в цилиндрической направляющей, сво­бодно проворачивающейся в гнезде корпуса. При повороте экс­центрика на некоторый угс>л от верхней мертвой точки окно в пря­моугольной части плунжера выходит из направляющей вниз, вследствие чего сторона всасывания соединяется с входным пат­рубком насоса. При вращении вала газ поступает в непрерывно увеличивающуюся рабочую полость до тех пор, пока окно снова не перекроется. Одновременно с этим на стороне нагнетания про­исходит сжатие и выталкивание газа через нагнетательные кла­паны. Из нагнетательной полости насоса газ и масло поступают в маслоотделитель, из которого газ выбрасывается в атмосферу, а масло поступает в цилиндр. Вал насоса опирается на подшип­ники, расположенные в крышках корпуса. Насос приводится электродвигателем через клиноременную передачу.

Для предотвращения попадания паров в рабочую полость через дозаторное устройство 5 (см. рис. 140) напускают воздух — балластный газ. Корпус насоса имеет водяное охлаждение.

Насос 3 (рис. 142, а) с вакуумным клапаном 4 и дозаторным устройством 6 установлен на плите 1, укрепленной на фундаменте. Там же размещены электродвигатель 2 и масляный бак 5. Для обеспечения соответствующего натяжения клиновых ремней пере­дачи момента на маховик насоса предусмотрено специальное уст­ройство для смещения электродвигателя на плите.

Компоновочный чертеж агрегата на базе плунжерного насоса НВЗ-20 приведен на рис. 142, б. Основные параметры насосов типа НВЗ, выпускаемых отечественной промышленностью, при­ведены в табл. 5.1 [5].

Примечание. В плунжерных насосах применяют вакуумное масло ВМ-4 или ВМ-6.

При откачивании плунжерными насосами сред с большим со­держанием парогазовых смесей в процессе сжатия во внутренней полости насоса может образоваться конденсат, который, смеши­ваясь с рабочим маслом, ухудшает его характеристики. В резуль­тате значительно повышается предельное остаточное давление. Кроме того, при образовании конденсата из парогазовой смеси (по мере достижения в рабочей полости насоса давления р„ас насыщенного пара) давление в цилиндре практически не меняется, поэтому нагнетательный клапан не открывается до тех пор, пока не окажется достаточной масса образовавшегося конденсата для
срабатывания клапана в результате гидравлического удара о за­порный элемент.

На практике чаще всего откачивают газы, содержащие пары воды, конденсирующиеся при температуре 323 ... 353 К и давле­нии 13,33 ... 48,0 кПа [6].

Смешиваясь с маслом, вода образует эмульсию, что приводит к созданию химических соединений, способствующих более эффек­тивному окислению рабочего масла, а следовательно, увеличению предельного остаточного давления, ухудшению условий смазы­вания трущихся поверхностей, повышению температуры насоса, быстрому изнашиванию его элементов, уменьшению ресурса работы или выходу из строя.

Конденсация пара в рабочей полости насоса происходит тогда, когда отношение давления пара, необходимое для конденсации при рабочей температуре внутренней поверхности полости насоса, меньше максимального отношения давлений газа, при котором открывается нагнетательный клапан.

Обеспечить нормальную и безаварийную работу плунжерных насосов при откачивании конденсирующихся паров можно двумя методами: периодической заменой масла с находящимся в нем конденсатом и предотвращением образования конденсата. Наи­большее практическое распространение получил второй метод.

Для предотвращения образования конденсата подогревают парогазовую смесь с целью повышения давления до значения, при котором срабатывает нагнетательный клапан, или в процессе сжатия напускают некоторое количество атмосферного воздуха (балластного газа) в рабочую полость насоса для достижения необ­ходимого давления нагнетания (до момента образования конден­сата).

Полагая процесс сжатия в рабочей полости насоса изотерми­ческим, условие предотвращения конденсации можно записать в виде [6]