ВАКУУМНЫЙ ПЛАСТИНЧАТО-РОТОРНЫЙ НАСОС Российский патент 2002 года по МПК F04C2/344 F04C25/02 

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к конструкциям механических вакуумных пластинчато-роторных насосов, и может быть использовано в пищевой промышленности.

В настоящее время для получения вакуума с малой быстротой действия применяются объемные механические пластинчато-роторные вакуумные насосы, работающие в масляной ванне, обеспечивающей герметизацию соединений насоса и снятие потерь на трение. При работе такого насоса вследствие высокой температуры и соприкосновения масла с металлами и газами может происходить разрушение и частичное разложение его макромолекул. Образующиеся при этом более летучие фракции интенсивно мигрируют в откачиваемый объем и в окружающую среду, загрязняя их. Для ограничения этих явлений служит специальное сервисное оборудование, которым в случае необходимости снабжаются насосы: ловушки, влагопоглотители, натекатели, конденсаторы, фильтры, уплотнители, газобалластные устройства; применяются материалы с низким коэффициентом трения.

Применение вышеуказанного в насосах влечет за собой дополнительные затраты, не исключая загрязнения откачиваемого объема и окружающей среды, что особенно недопустимо при применении вакуумных пластинчато-роторных насосов с масляным уплотнением в пищевой промышленности.

Известен жидкостно-кольцевой объемный вакуумный насос, который имеет в цилиндрическом корпусе эксцентрично расположенное рабочее колесо с неподвижно закрепленными лопатками. Находящаяся внутри корпуса рабочая жидкость - вода во время вращения под действием центробежных сил прижимается к стенкам корпуса и образует жидкостное кольцо. Между жидкостным кольцом и лопатками насоса образуются отдельные ячейки неодинакового размера. Вначале их объем увеличивается, и газ через всасывающее отверстие в торцевой крышке поступает в насос. Затем объем ячеек уменьшается, и сжатый газ через выхлопное отверстие удаляется из насоса. Свежая вода поступает постоянно в насос и, пройдя через него, уносится потоком газа. (Розанов Л.Н. Вакуумная техника: Учебник для вузов по специальности "Вакуумная техника". 2-е изд., переработанное и допол. М: Высш. шк. 1990. - С. 87-88, рис. 4.9).

Известный насос довольно прост по конструкции, может работать без клапанов и распределительных устройств, благодаря чему устойчив против засорения, вода в насосе выполняет ряд функций: уплотняет торцевые зазоры, охлаждает и смазывает сальники.

Недостатком этого насоса является большой расход мощности, затрачиваемый не только на сжатие и перемещение газа, но и на вращение жидкостного кольца.

Известен вакуумный пластинчато-роторный насос, выбранный в качестве прототипа, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, с впускным и выходным патрубками, размещенный на валу эксцентрично корпусу ротор, включающий расположенные в радиальных пазах рабочие пластины, причем зазоры между соединениями насоса уплотнены рабочей жидкостью - туманом вакуумного масла, а рабочие пластины выполнены из материала с низким коэффициентом трения (SU 1800114 A1, 07.03.1993, F 04 C 2/344).

Недостатком представленного прототипа является загрязнение откачиваемого объема и окружающей среды летучими фракциями масла и дополнительные затраты (на масло, ванну, клапан).

Задачей изобретения является создание для пищевой промышленности экологически чистого пластинчато-роторного вакуумного насоса при сохранении характеристик.

Для достижения этого технического результата в вакуумном пластинчато-роторном насосе, содержащем цилиндрический корпус с торцевыми крышками, с впускным и выходным патрубками, размещенный на валу эксцентрично корпусу ротор, включающий расположенные в радиальных пазах рабочие пластины, причем зазоры между соединениями насоса уплотнены рабочей жидкостью, которой является вода, водой уплотнены зазоры между соединениями внутри насоса, а для подачи воды в насос и ее непрерывной циркуляции во время рабочего цикла в роторе выполнены торцевые кольцевые проточки, в одной из торцевых крышек корпуса расположены две взаимно перпендикулярные связанные между собой полости, причем первая полость перпендикулярна оси вращения ротора, связана перепускным каналом с одной из кольцевых проточек ротора и в ней установлен регулировочный винт, а во второй полости размещен конец ниппеля для подачи воды от источника. Рабочие пластины выполнены из материала с низким коэффициентом трения.

Отличительными признаками изобретения является использование в качестве рабочей жидкости в вакуумном пластинчато-роторном насосе воды, для непрерывной подачи которой внутрь насоса с целью уплотнения зазоров в соединениях насоса изнутри выполнен ряд конструктивных элементов: в одной из торцевых крышек корпуса расположены две взаимно перпендикулярные, связанные между собой полости, причем первая полость перпендикулярна оси вращения ротора, связана перепускным каналом с одной из кольцевых проточек ротора и в ней установлен регулировочный винт, а во второй полости помещен конец ниппеля для подачи воды от источника. Благодаря такому конструктивному исполнению слой уплотняющей рабочей жидкости на внутренних стенках корпуса достаточно тонкий, перемещение этого слоя к выходному патрубку вместе с газом не влечет за собой большого расхода удельной мощности, отсутствует загрязнение откачиваемого объема и окружающей среды, исключена необходимость в клапанах, масляных ваннах и в самом масле.

Изготовление рабочих пластин из материала с низким коэффициентом трения сводит трение этих пластин о стенки корпуса к минимальному.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:
на фиг.1 - общий вид насоса в разрезе;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Вакуумный пластинчато-роторный насос содержит цилиндрический корпус 1, закрытый с торцов торцевыми крышками 2 и 3, имеющий впускной патрубок 4, связанный с откачиваемым объемом (не показан).

В корпусе 1 эксцентрично установлен ротор 5, в радиальных пазах 6 которого установлены рабочие пластины 7, выполненные из материала с низким коэффициентом трения, например из текстолита, вал 8 ротора 5 размещен в подшипниках 9 и 10, установленных в отверстиях торцевых крышек, соответственно 2 и 3.

Подшипники 9 и 10 поджаты к крышкам 2 и 3 прижимными крышками, соответственно 11 и 12, и уплотнены со стороны корпуса 1 резиновыми манжетами 13 и 14. Крышки 2 и 3 уплотнены с корпусом 1 резиновыми кольцевыми прокладками 15 и 16. Вращение вал 8 ротора 5 при работе получает от электродвигателя через шкив с клиноременной передачей (не показаны).

В торцевой крышке 3 выполнены две взаимно перпендикулярные связанные между собой полости 17 и 18, причем полость 17 выполнена перпендикулярно оси вращения ротора 5. В полости 17 установлен регулировочный винт 19, а в полости 18 помещен конец ниппеля 20 с надетым на него шлангом, связанным с источником воды (не показаны). В роторе 5 выполнены торцевые кольцевые проточки 21 для подачи воды в насос и ее непрерывной циркуляции во время рабочего цикла.

Работа насоса осуществляется следующим образом.

Перед запуском в работу насоса вода из сети поступает через ниппель 20 в полости 18, 17 и далее в радиальные пазы 6 ротора 5. При включении насоса вращение от привода (не показан) передается валу 8 ротора 5, и вода из полости 17 перемещается через радиальные пазы 6 на рабочие пластины 7. Под действием центробежной силы вода отбрасывается рабочими пластинами 7 к внутренним стенкам корпуса 1, образуя на них тонкий слой и заполняя все зазоры между соединениями насоса. Подача воды в насос регулируется регулировочным винтом 19. В процессе работы насоса свежая вода поступает в насос постоянно и, пройдя через него, уносится потоком газа через выходной патрубок 22. При вращении ротора 5 пластины 7 прижимаются к стенкам корпуса 1, обеспечивая изменение объема рабочей камеры 23, образующейся поверхностями корпуса 1, ротора 5 и пластин 7.

В начале цикла объем камеры 23 возрастает до максимального значения (в конце процесса всасывания), затем уменьшается, обеспечивая процесс сжатия газа до соответствующего давления нагнетания. Выхлоп газа вместе с использованной водой осуществляется через выходной патрубок 22, а поступление газа в рабочую камеру 23 из откачиваемого объема (не показан) - через впускной патрубок 4. За один оборот ротора 5 совершается четыре рабочих цикла.

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть применено в пищевой промышленности. Насос содержит цилиндрический корпус с торцевыми крышками и размещенный на валу эксцентрично корпусу ротор с рабочими пластинами, расположенными в радиальных пазах ротора. В качестве рабочей жидкости использована вода, которой во время рабочего цикла уплотняются все зазоры между соединениями насоса. Для непрерывной подачи свежей воды от источника воды и циркуляции ее при работе внутри насоса в одной из крышек выполнены две взаимно перпендикулярные, связанные между собой полости, причем одна из них перпендикулярна оси вращения ротора, связана перепускным каналом с одной из кольцевых торцевых проточек ротора и радиальными пазами ротора. В первой полости установлен регулировочный винт, а во второй - конец ниппеля для подачи воды. Применение в качестве рабочей жидкости воды именно в пластинчато-роторном насосе позволяет уплотнять зазоры соединений насоса изнутри, при этом слой воды на внутренних поверхностях очень тонок, и на перемещение его к выходному патрубку не требуется больших усилий, т.е. мощность расходуется на это незначительно. 2 ил.

Вакуумный пластинчато-роторный насос, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, с впускным и выходным патрубками, размещенный на валу эксцентрично корпусу ротор, включающий расположенные в радиальных пазах рабочие пластины, причем зазоры между соединениями насоса уплотнены рабочей жидкостью, отличающийся тем, что рабочей жидкостью является вода, водой уплотнены зазоры между соединениями внутри насоса, а для подачи воды в насос и ее непрерывной циркуляции во время рабочего цикла в роторе выполнены торцевые кольцевые проточки, в одной из торцевых крышек корпуса расположены две взаимно перпендикулярные связанные между собой полости, причем первая полость перпендикулярна оси вращения ротора, связана перепускным каналом с одной из кольцевых проточек ротора и в ней установлен регулировочный винт, а во второй полости размещен конец ниппеля для подачи воды от источника.