Предлагаемый насос-сепаратор предназначен для разделения жидкой и газообразной фазы или двух жидких фаз с различным удельным весом.
Комбинация насоса с сепаратором осуществляется благодаря особой его конструкции (главным образом, ротора насоса), резко отличающейся от всех существующих и до сего времени известных технике. Окружная скорость вращательного движения ротора одновременно используется для сепарации, например , пара из паро-водяной эмульсии, поступающей в насос, и для сообщения отделившейся воде напора, необходимого для обеспечения непрерывной замкнутой циркуляции ее в подогревательных элементах - трубках или змеевиках котла, подогревателя и т. д. Выделенный в циркуляционном насосе-сепараторе пар из паро-водяной эмульсии или перегретой воды отводится по назначению; в случае змеевикового парового котла пар поступает в пароперегреватель, а оттуда к мащинам; в случае же выпарной установки отводится в рещофер или греющее пространство соответствующего корпуса выпарки. Комбинация циркуляционного насосасепаратора пара с трубчатыми или
змеевиковыми экранными поверхностями нагрева представляет собой генератор пара, обладающий всеми общеизвестными преимуществами новейщих котлов с принудительной циркуляцией, и превосходит их по компактности, весу и дещевизне, а также в смысле эксплоатационной надежности за счет чистоты получаемого пара и устранения опасности уноса солей в пароперегреватель и мащины с одной стороны, и за счет большей устойчивости работы циркуляционного центробежного насоса - с другой стороны. Хорошо известны случаи срыва подачи центробежных быстроходных насосов при работе с высокими температурами воды, несмотря на наличие необходимого подпора у всасывающего патрубка. Эти явления, очевидно, имеют место за счет сепарации пара из паро-водяной эмульсии (горячей воды, содержащей некоторое количество мельчайших паровых пузырьков) в быстро вращающемся колесе насоса, причем пар, вытесняемый к центру водой, образует иногда настолько значительный паровой мешок, что это влечет за собой обрыв струи у всасывающего окна. В зависимости от величины подпора
so всасывающем патрубке, расхода воды насосом и наличия в большем или меньшем количестве газообразной фазы в перекачиваемой воде, эти явления приводят иногда к полному срыву подачи насоса или, чаще, лишь к мгновенному срыву быстро вновь восстанавливающейся подачи.
В предлагаемой принципиальной конструкции насоса-сепаратора это явление сепарации, неизбежное в той или иной степени для всех быстроходных центробежных насосов и иногда нарушающее их работу, специально предусмотрено особой конструкцией ротора и используется для разделения жидкой и газообразной фазы и отвода последней из насоса отдельно от первой.
В предлагаемом насосе-сепараторе для паровых котлов и т. п. во всасывающей части рабочего колеса расположены лопатки в приемном диффузоре, для сообщения необходимой вращательной скорости подлежащей сепарации эмульсии во избежание проникновения ее в центральную паровую часть ротора, и дырчатые ребристые диски для облегчения выделения и отвода сепарируемого пара. Для отвода избытков жидкости из центральной полости сепаратора рабочее колесо может быть снабжено вспомогательными каналами.
На чертеже фиг. 1 изображает вид сбоку насоса-сепаратора с частичным разрезом его и фиг. 2 - схему парового котла с применением насосасепаратора.
Вертикальное расположение вала насоса-сепаратора дает возможность ограничиться всего лишь одним наружным сальником внизу. Вверху между паровой и водяной частью помещена лабиринтная втулка / с гидравлическим уплотнением. Благодаря выступающей навстречу движению пара кольцевой кромке парового патрубка D, в гидравлическом уплотнении со стороны паровой части создается динамический подпор. Кроме того, высота кольца гидравлического уплотнения со стороны паровой части больше, чем со стороны водяной. Этим исключается возможность попадания воды в паровой патрубок во
время работы машины. Для удобства разборки и осмотра машины корпус выполнен с разъемом в вертикальной плоскости. Рабочее колесо Л снабжено съемной верхней кольцевой крышкой, зажимающей вставленные плотно в ротор ребристые сепаративные диски S с отверстиями, служащие для облегчения выделения и отвода сепарируемого пара, и верхнюю втулку с горловиной-патрубком D для отвода пара из внутренней полости ротора. В верхней части горловины - пароотводящего патрубка D ротора крепится съемный диск гидравлического уплотнения. В нижней части литой станины помещен червячный или геликоидальный привод от быстроходной паровой турбины, работающей в масляной ванне, закрытой герметически. Через патрубок / поступает паро-водяная эмульсия. Через патрубок 2 отводится выделившийся из нее пар, а вода отводится через патрубок 3.
Перемещение жидкости - всасывание через приемный диффузор О и выброс через окна а-происходит за счет сообщения вращающимися лопатками е живой силы жидкости и непрерывного ее перемещения к периферии - к выбросным окнам а и в спиральные диффузоры или отливные каналы й и d, где кинетическая энергия жидкости за счет падения скорости преобразуется в потенциальную-гидравлический напор. Наличие более или менее длинной всасывающей части b рабочего колеса А удлиняет путь жидкости между передней частью лопастного колеса насоса и выбросными окнами.
Во избежание случайных выбросов паро-водяной эмульсии при резких и мгновенных падениях давления пара насос-сепаратор может быть снабжен дополнительными вспомогательными каналами С с увеличенным внешним диаметром колеса в этом месте и живым сечением проточной части, назначение которых-интенсивно откачивать паро-водяную эмульсию в случае приближения ее границы к центральной части сепаратора. Высокая производительность и повышенный напор этих вспомогательных каналов являются надежной дополнительной гарантией
