Основные технические характеристики водокольцевой вакуумной установки УВВ-Ф-60Д представлены в табл. 2.2.
2.2. Основные технические характеристики установки УВВ-Ф-60Д
| Наименование параметра и единицы измерения | Значение параметра |
|---|---|
| Производительность при h = 50 кПа, м3/ч | 60±6 |
| Мощность, потребляемая при номинальном режиме, кВт | 4±0,4 |
| Предельное остаточное давление, кПа | 15±5 |
| Габаритные размеры, м | 0,65×0,36×0,75 |
| Масса без воды, кг | 110 |
| Объем жидкости, заливаемой в водоотделитель, дм3 | 50 |
| Условный проход патрубков, мм | 40 |
Для некоторых процессов требуется очень большая быстрота откачки, хотя бы и не при очень низких давлениях. Этим требованиям удовлетворяют двухроторные объемные насосы типа воздуходувки Рутса. Схема такого насоса представлена на рис. 2.9.
Два длинных ротора с поперечным сечением, напоминающим восьмерку, вращаются в противоположных направлениях, не соприкасаясь ни друг с другом, ни со стенками корпуса, так что насос может работать без смазки. Необходимости в масляном уплотнении тоже нет, поскольку очень малы зазоры между точно подогнанными деталями
конструкции. Ротор вращается с частотой до 50 с–1 , и высокая быстрота откачки поддерживается до давлений порядка одной миллионной атмосферного. Каждый ротор может иметь два или три кулачка.
Хотя такие насосы способны работать с прямым выхлопом в атмосферу, на их выходе обычно устанавливают вспомогательный вращательный масляный насос, который не только понижает их предельное давление, но и повышает КПД, снижая потребляемую мощность, что позволяет обходиться менее сложной системой охлаждения. Вспомогательный насос, пропускающий ту же массу газа, но при более высоких давлениях, может быть сравнительно небольшим.
2.3. РАСЧЕТ ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ
Подача ротационного лопастного вакуумного насоса составляет
QТ = (π D − δ z ) eLn η м
где D – диаметр статора, м; δ – толщина лопатки, м; z – число лопаток; e – эксцентриситет, м, e = ( D − d ) 2 ; d – диаметр ротора, м; L – длина ротора, м; n – частота вращения ротора, с–1 ; η м – манометрический коэффициент, учитывающий изменение подачи насоса в зависимости от величины разряжения в системе η м = ( Pa − h ) Pa ; Pa – атмосферное давление, Па; h – разряжение вакуумной системы, Па.
Мощность электродвигателя, потребляемая приводом вакуумного насоса, определяется по формуле
N = 2 π nM max ,
η пр
где M max – максимальный крутящий момент, обусловленный сопротивлением всасывания, Нм, M max = heDL ; η пр – КПД вакуумной установки ( η пр = 0,75…0,85).
Расчет ротационного водокольцевого насоса ведут по исходным данным: быстрота действия (подача) – S (м3 /с); давление всасывания – P (МПа); давление нагнетания – P н (МПа); температура откачивания – T = 293 К; Рабочая жидкость – вода; температура воды на входе – 288 К; откачиваемый газ – воздух.
Определяем геометрический объем, м3 /с
S Г = S ,
λ
где λ – коэффициент откачки, принимают λ = (0,6...0,8).
Определяем расчетный наружный радиус r 2 (рис. 2.10) колеса
r 2 = 2 S Г ,
ψ u 2 χ( 1 − ν 2 )
где ψ – коэффициент, учитывающий влияние толщины лопаток, для литых колес ψ = 0,65 … 0,85, для сварных колес с лопатками из листовой конструкционной стали ψ = 0,85 … 0,9; u 2 – окружная скорость на периферии колеса, для воды принимается u 2 = 16 м/с; χ = b 0r 2 – относительная ширина колеса, χ = 1,5 … 2,2; ν = r 1r 2 – отношение среднего радиуса ступицы колеса к наружному радиусу колеса, ν = 0,4 … 0,55; b 0 – длина колеса, м.
Определяем расчетную частоту, n (с–1 ), вращения вала насоса, n = u 22 πr 2 .
Принимаем частоту n в , с–1 , вращения вала насоса в соответствии с действительной частотой вращения двигателя. В соответствии с принятой n в , с–1 , уточняем ν , u 2 и r 2 . Относительный зазор δ = ∆r 2 принимают в пределах δ = 0,011…0,03. Откуда зазор (см. рис. 2.10) между колесом и корпусом ∆ = δ r 2, м.
Принимают отношение длины b корпуса к длине b 0 колеса b b 0= ,103...,105 .
