Модернизация шиберного вакуумного насоса

дипломная работа

2.4 Системы с водокольцевыми вакуум-насосами

Схема автоматически действующего водокольцевого вакуум-насоса фирмы «Bachert» (Германия) изображена на (рисунке 2.4). Он установлен на качающемся кронштейне и приводится во вращение от вала пожарного насоса через фрикционную передачу. Пока в напорной полости пожарного насоса отсутствует давление, пружина, помещенная внутри гидроцилиндра, прижимает друг к другу колеса фрикционной передачи. Как только пожарный насос разовьет давление, вода из его напорной полости поступит в поршневую полость гидроцилиндра, сожмет пружину и выключит фрикционную передачу. Аналогичные по конструкции вакуум-насосы применяет фирма «Godiva» (Англия).

1 - трубопровод откачки воздуха; 2 - вакуум-насос; 3 фрикционная передача; 4 - гидроцилиндр включения и отключения вакуум-насоса; 5 - вал пожарного насоса; 6- качающийся кронштейн; 7 - рабочее колесо вакуум-насоса.

Рисунок 2.4 - Водокольцевой вакуум-насос фирмы «Bachert»

Рабочая камера водокольцевого насоса расположена эксцентрично по отношению к оси вращения рабочего колеса, состоящего из ступицы и радиально расположенных лопаток. При вращении рабочего колеса в камере образуется водяное кольцо, причем между его внутренней поверхностью и ступицей рабочего колеса возникает серповидное пространство. В первой половине такта происходит всасывание, во второй - нагнетание.

Водокольцевой вакуум-насос монтируют и как дополнительную ступень к центробежному пожарному насосу. В этом случае вакуум-насос постоянно вращается вместе с центробежной ступенью, а его включение и выключение происходит автоматически с помощью управляющих клапанов (золотникового и отсекающего) в зависимости от наличия или отсутствия избыточного давления в напорной полости пожарного насоса или вручную.

Примером такой конструкции может служить вакуумная система мотопомпы «Bachert-Automatik TS 8/8», состоящая из водокольцевой ступени насоса, золотникового клапана, отсекающего клапана и трубопроводов. Золотниковый клапан управляет работой вакуумной системы без вмешательства оператора, переключая ее с режима всасывания на режим подачи и обратно (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Принципиальная схема системы автоматического забора воды мотопомпой «Bachert-Automatik TS 8/8».

При отсутствии давления в напорной полости центробежного насоса золотник клапана находится в крайнем положении, благодаря чему напорная полость водокольцевой ступени разобщена со всасывающей полостью центробежного насоса и соединена а атмосферой.

После забор воды давление, развиваемое центробежной ступенью перемещает золотник в крайнее правое положение, сообщая напорную полость водокольцевой ступени при срыве водяного столба на входе в центробежную ступень и при испытаниях насоса на сухой вакуум. Корпус клапана объединен с воронкой для заполнения водокольцевой ступени жидкостью перед пуском насоса. Внутри корпуса установлен сетчатый фильтр для очистки воды, поступающей в водокольцевую ступень. Заливная горловина закрыта резьбовой пробкой с резиновой прокладкой.

Водокольцевая ступень состоит из корпуса, крышки, промежуточной шайбы и рабочего колеса, установленного на валу на призматической шпонке. Ступень уплотнена четырьмя резиновыми каркасными сальниками. Для слива воды из нее предусмотрен отдельный кран.

При заборе воды из открытого водоема водокольцевая ступень отсасывает воздух из всасывающего рукава через трубопровод и отсекающий клапан, а затем через золотниковый клапан выбрасывает его в атмосферу. Когда центробежная ступень заполнится водой и разовьет напор, мембрана переместит золотник в правое положение, и вода, подсасываемая водокольцевой ступенью, будет поступать через золотниковый клапан во всасывающую полость центробежной ступени. Такая циркуляция сохраняется на всем протяжении работы насоса, предохраняя водокольцевую ступень от перегрева.

В случае срыва струи прижим перемещает золотник клапана в левое положение, и процесс всасывания автоматически повторяется. Зимой водокольцевую ступень вместо воды, заливают антифризом, что позволяет содержать насос в боевой готовности при хранении мотопомпы в неотапливаемом помещении.

Конструкцию, подобную описанной, имеют автономные вакуумные системы насоса мотопомпы МП-13 и самовсасывающего пожарного насоса НЦС-15. Их отличие состоит в том, что отсос воздуха производится не из всасывающего патрубка центробежной ступени, а из пространства, расположенного за задним диском ее рабочего колеса.

Благодаря этому центробежная ступень и золотниковый клапан соединены через сверление в корпусе насоса, а не трубопроводом, в котором в зимнее время возможно замерзание воды.

Кроме того, для предотвращения замерзания золотникового клапана во время работы насоса между его напорной полостью, расположенной перед мембраной и каналом, сообщающим клапан с водокольцевой ступенью, предусмотрено отверстие, через которое обеспечивается непрерывная циркуляция воды, пока центробежная ступень работает.

Несколько иную конструкцию имеет автономная вакуумная система насоса ПН-11, выпускавшегося Московским насосным заводом им. Калинина. Этот насос устанавливался на пожарных автоцистернах и автонасосах ПМЗМ-1, ПМЗМ-2 и ПМЗМ-З, которые находились на вооружении гарнизонов Москвы и Ленинграда. Водокольцевая ступень расположена в крышке центробежного насоса и примыкает к его полуспиральному подводу. Рабочее колесо водокольцевой ступени вращается вместе с колесами центробежного насоса и через нее постоянно циркулирует вода.

Включение и выключение вакуумной системы - ручное, с помощью пятиходового крана, имеющего пять рабочих положений:

а) заливка насоса;

б) подача воды для тушения;

в) заливка водокольцевой ступени от специального бачка;

г) работа насоса от цистерны или наполнение цистерны от гидранта через насос;

д) наполнение цистерны при работе насоса из открытого водоисточника.

Стоимость насоса ПН-40 с водокольцевой ступенью была примерно в 10 раз больше стоимости насоса ПН-30КФ, близкого по конструкции и параметрам к современному насосу ПН-40УА.

Водокольцевые вакуумные насосы (ступени) в настоящее время не имеют широкого распространения в пожарной технике. Они значительно усложняют конструкцию основного насоса, требуют заполнения своей полости водой перед пуском, а при отрицательных температурах могут замерзать и, в результате, выходить из строя. Водокольцевые насосы имеют малые торцовые зазоры между ротором и корпусом, вследствие чего очень чувствительны к попаданию в них загрязненной воды, что, в общем-то, неизбежно в условиях эксплуатации пожарных насосов.

вакуумный шиберный насос масло

2.5 Системы с шиберными вакуум-насосами

Шиберные (пластинчатые) насосы принадлежат к классу роторных насосов, которые работают как и насосы возвратно-поступательного действия на принципе изменения объема рабочей камеры, но в качестве вытеснителей жидкости используются подвижные пластины, установленные в прорезях вращающегося вала насоса. Этот тип насосов применялся в нашей стране на ряде пожарных машин (ПМЗ-1, ПМГ-1, ПМЗ-2 и др.), но затем был вытеснен газоструйными насосами, боле простыми по конструкции. За рубежом они используются и в настоящее время, как на ПА, так и на мотопомпах (рисунок 2). Шиберный вакуум-насос состоит из ротора, эксцентрично размещенного в цилиндрическом корпусе. Ротор снабжен пазами, в которых свободно посажены пластины (шиберы). Во время вращения ротора шиберы под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности корпуса, образуя замкнутые полости. Всасывание и нагнетание происходит за счет изменения объема каждой полости вовремя ее перемещения от всасывающего отверстия к выпускному.

1 - корпус насоса; 2 - ротор; 3 - штуцер масленки; 4 - крышка насоса; 5 - приводной шкив; 6 - вал насоса; 7 - пластина (шибер); 8 - межлопаточная полость; 9 - входной (всасывающий) патрубок; 10 - выходной патрубок.

Рисунок 2.6 - Система с шиберным вакуум-насосом

Устройство и принцип работы

Вакуумный насос (рисунок 2.7) включает в себя: вакуумный агрегат 9, датчик заполнения 6, блоку правления 1 с электрическими кабелями, два гибких воздухопровода 3 и 10. Вакуумный агрегат предназначен для создания разрежения в полости пожарного насоса и всасывающих рукавов. Датчик заполнения предназначен для подачи сигнала в блок управления о завершении водозаполнения. Блок управления предназначен для включения вакуумного агрегата и отражения (индикации) окончания водозаполнения. Вакуумный агрегат (рисунок 2.8) состоит из шиберного насоса 3 и блока электропривода. Шиберный насос состоит из ротора 23 с четырьмя лопатками 22, двух патрубков 20 и 21 для присоединения воздухопроводов и системы смазки. При вращении ротора (против часовой стрелки, см. сечение А-А) лопатки образуют замкнутые рабочие полости. Движение воздуха из всасывающего окна в рабочие полости и из рабочих полостей в выхлопное окно происходит за счет перепадов давлений. Смазка трущихся поверхностей осуществляется маслом, которое подается в полость шиберного насоса из бачка 26 за счет разрежения. Расход масла определяется жиклером 2. Блок электропривода состоит из электродвигателя 10 и тягового реле 7. На конце вала якоря 11 установлена втулочная муфта 12, предназначенная для передачи крутящего момента ротору шиберного насоса, а также для центрирования якоря 11.

ПРИМЕЧАНИЕ. В связи с этим, включение электродвигателя после отстыковки не допускается.

Тяговое реле 7 обеспечивает коммутацию силовых цепей. Дополнительное реле 4 является коммутирующим элементом между блоком управления и тяговым реле 7.

Шиберные насосы создают большое разрежение и постоянно готовы к включению, не требуя никаких предпусковых операций. Для увеличения создаваемого разрежения и уменьшения износа деталей в их внутреннюю полость периодически подают жидкую смазку. Известны насосы с автоматической смазкой, а также не требующие смазки благодаря подбору материалов для пластин и корпуса. Широкому распространению вакуум- насосов этого типа на ПА до сих пор препятствовала относительная сложность изготовления, а также необходимость введения специального привода и механизма его выключения.

Как правило, шиберные насосы приводятся во вращение от вала центробежного насоса через фрикционную передачу, реже от отдельного электродвигателя.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Делись добром ;)