Принцип работы и особенности
Жидкостнокольцевые насосы часто называют водокольцевыми, так как в качестве рабочей жидкости в них преимущественно применяется вода, а иногда машинами с жидкостным поршнем. Эксцентрично расположенный ротор с радиальными лопатками (рабочее колесо) вращается в цилиндрическом корпусе, который частично заполнен жидкостью. Лопатки рабочего колеса при вращении захватывают жидкость и отбрасывают ее к корпусу. В результате этого внутри корпуса образуется вращающееся кольцо жидкости, которое и дало название данному типу насосов.
Между втулкой рабочего колеса и кольцом жидкости возникает серпообразное пространство, являющееся рабочей полостью машины. Это пространство разделяется лопатками рабочего колеса на отдельные ячейки переменного объема. При увеличении объема ячейки происходит процесс всасывания, а при уменьшении - процесс сжатия и нагнетания.
Процесс сжатия в насосе сопровождается интенсивным отводом тепла от сжимаемого газа к жидкости. Температура сжимaeмoгo газа при выходе из насоса мало отличается от температуры на входе, а рабочая жидкость нагревается, поэтому ее необходимо постоянно заменять. Рабочая жидкость подается либо во всасывающий патрубок, либо через гидравлическое уплотнение вала рабочего колеса в рабочую полость машины, а уходит через нагнетательные окна вместе со сжатым газом. Основное достоинство жидкостнокольцевых вакуумных насосов - простота работы. Насос состоит из небольшого количества деталей - корпуса, рабочего колеса и двух торцевых крышек.
В насосе имеется только одна движущаяся деталь - вращающееся рабочее колесо. Между рабочим колесом и корпусом машины, а также торцевыми крышками есть гарантированный зазор, а поскольку в машине нет трущихся деталей, отсутствует вызываемый этим износ. В насосе нет клапанов, шестеренчатых передач и т.п. деталей, что также обеспечивает высокую надежность работы. Машина не имеет маслонасосов и специальных систем смазки, Все зазоры между рабочим колесом и корпусом уплотняются рабочей жидкостью, которая смазывает также сальники уплотнения вала ротора. В консистентной смазке нуждаются только подшипники ротора.
Изготовление деталей насоса не требует высoкoгo класса точности, все детали в ней взаимозаменяемы. В случае нeкoтopoгo износа торцевых поверхностей рабочего колеса в результате многолетней работы, при наличии в отсасываемом газе пыли, песка и других примесеи восстановление необходимых зазоров производится подбором прокладок между корпусом и торцевыми крышками. Перечисленные особенности предопределяют невысокую стоимость насоса и простоту ее обслуживания. Машина может работать в течение длительного времени автономно.
Водокольцевые вакуумные насосы относятся к числу немногих безмасляных форвакуумных насосов. Они не требуют повторной фильтрации газа и не чувствительны к попаданию в них вместе с отсасываемым газом пыли, влаги, песка и других примесей. Все это остается в жидкостном кольце, а из машины выходит очищенный газ. В то же время наличие постоянного движения жидкости не дает возможности частицам отлагаться внутри корпуса они выносятся из машины вместе с уходящей жидкостью.
Водокольцевые вакуумные насосы обеспечивают равномерное отсасывание и подачу сжимаемого газа. Они мoгут производить отсасывание газа и одновременно подавать eгo в емкость с давлением, большим aтмосферного. Одним из существенных достоинств насоса является изотермичность процесса сжатия, являющаяся необходимой в целом ряде производств: при сжатии ацетилена, углекислого газа, хлора и других газов.
Области nрименения
Водокольцевые вакуумные насосы широко применяются в различных отраслях народного хозяйства благодаря их конструктивнои простоте, безотказности в работе и способности изотермически сжимать газожидкостные смеси без загрязнения их маслом. Наиболее часто жидкостнокольцевые машины используются в различных технологических процессах химической промышленности. Они применяются как вакуумные насосы для создания разрежения с абсолютным давлением до 3-5 кПа, как компрессоры для сжатия газа до O,6-0,8 МПа и как химические реакторы для массообменных процессов между сжимаемым газом и рабочеи жидкостью.
Водокольцевые компрессоры предназначены для нагнетания воздуха и газов и используются там, где требуется невысокое давление нагнетания (не более 1..2 атм., избыточно). Могут работать с пожароопасными и взрывоопасными газами. В водокольцевых компрессорах сжатие газа происходит за счет уменьшения объема газовой полости во вращающемся кольце жидкости. Водокольцевые компрессоры в основном применяются для аэрации бассейнов при очистке сточных вод, в рыборазведении. Кроме водокольцевых компрессоров, представленных здесь, производятся в различном материальном исполнении водокольцевые компрессоры большей производительности: ВК-25 , ВК-50М1, ВК-60/1,0, ВК-100/1,0, ВК-150/1,2, производительностью соответственно 25, 50, 60, 100, 150 м3/мин.