F04D9 - Заливка; запобігання кавітації
Власники патенту RU 2428586:
Крилов Володимир Йосипович (RU)
Красильников Віктор Михайлович (RU)
Красильников Юрій Михайлович (RU)
Вангелія Ігор Іванович (RU)
Винахід відноситься до насособудування і може бути використано при проектуванні установок, де використовують вакуумну технологію. Установка містить відцентровий насос 1, вакууміруемий бак 2, з'єднувальні трубопроводи 3-5 з вентилями 6, 7, вакуумний насос і ємність 8 для робочої рідини. Ємність 8 встановлена між насосом 1 і вакуумним насосом і має вихід 9 газу в атмосферу і вихід 10 для робочої рідини. Вихід 10 з'єднаний з вхідним патрубком насоса 1. Вакуумний насос виконаний у вигляді циліндричної камери 11, що має вхід для робочої рідини у вигляді тангенціального каналу 12, з'єднаного з вихідним патрубком насоса 1, вхід 13 для газу і вихід для робочої рідини, забезпечений дифузором 14, встановленим на кришці ємності 8, і дроселем 15 у вигляді усіченого конуса. Дросель 15 змонтований всередині дифузора 14 під кришкою ємності 8 з утворенням прохідного кільцевого зазору 16. Вхід 13 з'єднаний з вакууміруемим баком 2. Площа поперечного перерізу кільцевого зазору на вході в дифузор 14 в 2 рази більша за площу поперечного перерізу тангенціального каналу 12. Діаметр циліндричної камери 11 в 2,5 рази більше мінімального діаметра дифузора 14, а тангенціальний канал 12 на вході в камеру 11 має прямокутний перетин по всій її висоті. Винахід направлено на спрощення установки, зниження металоємності і енерговитрат. 1 мул.
Винахід стосується насособудування, зокрема до насосної вакуумної установки, і може бути використано при проектуванні установок загальногосподарського призначення, де використовують вакуумну технологію.
Використання в установці вакуумного насоса водокільцевого типу з випарником, встановленим на всмоктуючому патрубку, призводить до зниження ефективності робочого процесу, до ускладнення конструкції установки і до високих енерговитрат.
Недоліками цієї насосної вакуумної установки є складність конструктивного рішення, велика металоємність і високі енерговитрати. До того ж установка відрізняється малою надійністю при експлуатації, яка обумовлена наявністю великої кількості трубопроводів; в зимовий час, наприклад, в системах заливки може замерзнути вода.
Даний винахід направлено на рішення технічної задачі по спрощенню насосної вакуумної установки, зниження металоємності і енерговитрат.
Досягнутий при цьому технічний результат полягає в підвищенні продуктивності установки і її експлуатаційних можливостей при одночасному спрощенні і зниженні енерговитрат.
Поставлена задача досягається тим, що відома насосна вакуумна установка, що містить відцентровий насос, вакуумний насос, вакууміруемий бак і сполучні трубопроводи, додатково містить ємність для робочої рідини, встановлену між відцентровим насосом і вакуумним насосом і має вихід газу в атмосферу і вихід для робочої рідини, з'єднаний з вхідним патрубком відцентрового насоса, вакуумний насос виконаний у вигляді циліндричної камери, змонтованої на кришці ємності для робочої рідини і має вхід для р обоча рідини, виконаний у вигляді тангенціального каналу і з'єднаний з вихідним патрубком відцентрового насоса, вхід для газу, з'єднаний з вакууміруемим баком, і вихід для робочої рідини, забезпечений розширюється дифузором, встановленим на кришці ємності, і дроселем у вигляді усіченого конуса, змонтованим всередині дифузора і під кришкою ємності з утворенням прохідного кільцевого зазору, при цьому площа поперечного перерізу кільцевого зазору на вході в дифузор в 2 рази більша за площу поперечного перерізу тангенціального ка налу, діаметр циліндричної камери в 2,5 рази більше мінімального діаметра дифузора, а тангенціальний канал на вході в циліндричну камеру має прямокутний перетин по всій висоті циліндричної камери.
На кресленні представлена схема насосної вакуумної установки.
Вакуумна установка містить відцентровий насос 1, вакууміруемий бак 2, трубопроводи 3, 4, 5 з вентилями 6, 7, ємність 8 для робочої рідини, що має вихід 9 газу в атмосферу і вихід 10 для робочої рідини, вакуумний насос, виконаний у вигляді циліндричної камери 11, що має вхід для робочої рідини у вигляді тангенціального каналу 12, вхід 13 для газу, і вихід, забезпечений дифузором 14 і дроселем 15, встановленим всередині дифузора з утворенням прохідного кільцевого зазору 16.
Вакуумна установка працює наступним чином.
При закритому вентилі 5 відкривають вентиль 6, включають відцентровий насос 1, в результаті чого робоча рідина з виходу 10 ємності 8 по трубопроводу 4 надходить у вхідний патрубок насоса 1, а потім через його виходить патрубок по трубопроводу 5 в тангенціальний канал 12 циліндричної камери 11. з камери 11 робоча рідина потрапляє в прохідній кільцевої зазор 16, утворений дифузором 14 і дроселем 15, і далі повертається в ємність 8.
При цьому в центрі циліндричної камери 11 утворюється газова порожнина, не зайнята рідиною. При русі робочої рідини в циліндричній камері, яка має на вході тангенціальний канал 12, за рахунок збереження моменту кількості руху, тангенціальна швидкість робочої рідини зі зменшенням радіуса закручування збільшується пропорційно відношенню радіуса входу до поточного радіусу закрутки за рахунок спрацювання статичного напору, що розвивається відцентровим насосом 1.
Використовуючи відцентровий насос 1 і задаючи відповідні геометричні розміри циліндричної камери 11 і розміри кільцевого зазору 16 між дифузором 14 і дроселем 15, можна отримати тангенціальну швидкість рідини на вільної поверхні до 20-25 м / сек без урахування осьової швидкості рідини на вході в дифузор 14. при цьому кінетична енергія потоку робочої рідини частково перетвориться в потенційну.
За рахунок високої сумарної швидкості робочої рідини на вході в кільцевої зазор 16 відбувається інтенсивне «загарбання» газових частинок з газової порожнини, що утворилася в центральній частині циліндричної камери 11, і «перенесення» їх через кільцевої зазор 16 в ємність 8, звідки газ через патрубок 9 видаляється в атмосферу.
Після виходу насосної вакуумної установки на режим відкривають вентиль 5, в результаті чого з вакууміруемого бака 2 видаляється газ, який по трубопроводу 3 і через вхід 13 потрапляє в центральну частину (газову порожнину) циліндричної камери 11 і далі разом з потоком рідини в ємність 8, з якої через вихід 10 виходить в атмосферу. Кінцеве і залишковий тиск в ємності 8 залежить від температури робочої рідини в ємності 1 і визначається пружністю парів для даної температури. Так, наприклад, використовуючи в якості робочої рідини воду з температурою від "плюс" 5 до "плюс" 20 ° С, залишковий тиск в ємності 1 доводять до величини: 20-30 мбар.
Найбільш ефективно технологічний процес в насосної вакуумній установці відбувається за умов: площа поперечного перерізу кільцевого зазору 16 на вході в дифузор 14 в 2 рази більша за площу поперечного перерізу тангенціального каналу 13, діаметр циліндричної камери в 2,5 рази більше мінімального діаметра дифузора 12, а тангенціальний канал 13 на вході і по всій висоті циліндричної камери має прямокутний перетин.
Пропонована насосна вакуумна установка порівняно простіше, ніж відома по прототипу, обслуговування її менш трудомістким, і, як показали випробування установки у виробничих умовах, продуктивність її збільшилася в 2,5 рази, а енерговитрати при цьому знижуються на 50%.
Насосна вакуумна установка, що містить відцентровий насос, вакуумний насос, вакууміруемий бак і сполучні трубопроводи, що відрізняється тим, що вона додатково містить ємність для робочої рідини, встановлену між відцентровим насосом і вакуумним насосом і має вихід газу в атмосферу і вихід для робочої рідини, з'єднаний з вхідним патрубком відцентрового насоса, вакуумний насос виконаний у вигляді циліндричної камери, що має вхід для робочої рідини, виконаний у вигляді тангенціального каналу і з'єднаний з вихідн м патрубком відцентрового насоса, вхід для газу, з'єднаний з вакууміруемим баком, і вихід для робочої рідини, забезпечений розширюється дифузором, встановленим на кришці ємності для робочої рідини, і дроселем у вигляді усіченого конуса, змонтованого всередині дифузора і під кришкою ємності для робочої рідини з освітою прохідного кільцевого зазору, при цьому площа поперечного перерізу кільцевого зазору на вході в дифузор в 2 рази більша за площу поперечного перерізу тангенціального каналу, діаметр циліндричної камери в 2, 5 рази більше мінімального діаметра дифузора, а тангенціальний канал на вході в циліндричну камеру має прямокутний перетин по всій висоті циліндричної камери.