Конспект конструкцій

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“Київський Політехнічний Інститут”

Кафедра машин та апаратів хімічних та нафтопереробних виробництв

КОНСПЕКТ КОНСТРУКЦІЙ

Київ 2015

Розділ І

«Вентилятори, компресори, насоси, машини для переміщення рідин та газів»

1.1. Гвинтовий компресор

 Рисунок І.1. Схема гвинтового компресора.

1, 2 – ротори; 3 – корпус.

Будова. Гвинтовий компресор має два ротори 1 і 2 з паралельними осями, що обертаються в корпусі 3. Ротор 1 являє собою циліндр з декількома зубцями (зазвичай 3–4), розташованими на циліндрі по гвинтовій лінії. На роторі 2 є заглиблення, також розташовані по гвинтовій лінії, і які відповідають по формі зубцям ротора 1. 

Принцип дії. При обертанні ротора 1 гвинтові зуб’я входять в зціплення з заглибленнями на роторі 2 і витісняють газ, що знаходиться в порожнинах, обмежених поверхнями роторів і корпуса.

Переваги:

1.Компактність;

2.Чистота газу.

3.Швидкохідність.

Недоліки:

1.Складність виготовлення гвинтових роторів;

2.Великий шум при роботі.

1.2. Одноступінчатий відцентровий насос

Рисунок І.2. Схема відцентрового насосу.

1 – всмоктуючий трубопровід; 2 – робоче колесо; 3 – корпус; 4 – лопатки; 

5 – нагнітальний трубопровід.

Призначення. Для більшості хімічних підприємств, де необхідні властивості вказані в перевагах.

Принцип дії. В відцентрових насосах всмоктування та нагнітання рідини відбувається рівномірно та безперервно під дією відцентрової сили, що виникає при обертанні робочого колеса з лопатками, що міститься в спіралеподібному корпусі.

В одноступінчастому відцентровому насосі (див. рис. І.1) рідина зі всмоктуючого трубопроводу 1 поступає вздовж вісі робочого колеса 2 в корпус 3 насосу та, попадаючи на лопатки 4, набуває обертального руху. Відцентрова сила відкидає рідину в канал змінного перерізу міх корпусом та робочим колесом, в якому швидкість рідини зменшується до значення, рівного швидкості в нагнітальному трубопроводі 5. При цьому, як слідує з рівняння Бернуллі, відбувається перетворення кінетичної енергії потоку рідини в статичний напір, що забезпечує підвищення тиску рідини. На вході в колесо створюється понижений тиск, і рідина з приємної ємкості безперервно поступає в насос.

Тиск, що розвивається відцентровим насосом, залежить від швидкості обертання робочого колеса. Внаслідок значних зазорів між колесом та корпусом насосу розрідження, що виникає при обертанні колеса, недостатньо для підйому рідини по всмоктуючому трубопроводу, якщо він і корпус не залитті рідиною. Тому перед пуском відцентровий насос заливають рідиною, що перекачується. Щоби рідина не виливалася із насосу та всмоктуючого трубопроводу при заливці насосу чи при короткочасних його зупинках, на кінці всмоктуючої труби, зануреному в рідину, встановлюють зворотній клапан, оснащений сіткою (на рисунку не показаний).

Напір одноступінчастих відцентрових насосів обмежений і не перевищує 50 м.

Переваги:

1.Висота всмоктування відцентрових насосів значно вища, аніж поршневих, так як відсутні втрати на подолання сил інерції.

2.Відцентрові насоси компактні та мають безпосередній привід від двигуна. Відносно низька вартість їх виготовлення та встановлення.

3.Велика продуктивність при відносно невеликому напорі.

4.Гарна пристосованість для перекачування рідин, що містять тверді взвішенні речовини, так як в цих насосах відсутні клапани, що легко засмічуються. 

Недоліки. Необхідність заливання лінії всмоктування перед пуском рідиною, а якщо тиск всередині насосу стане рівним тиску парів рідини при даній температурі, то в ньому відбувається інтенсивне пароутворення, виділення розчиненого в рідині повітря і відрив рідини від лопаток колеса. Наступає явище кавітації, спряжене з різким падінням продуктивності та ККД насосу і виникненням ударів, що руйнують колесо і корпус насосу. Для запобігання кавітації необхідно правильно підбирати висоту всмоктування, знижувати температуру рідини і створювати підпір при перекачуванні гарячої рідини.

1.3. Водокільцеві компресори

Рисунок І.3. Схема ротаційного водокільцевого компресора (а) і схема його установки для відкачування газів (б).

1 – корпус; 2 – ротор; 3 – всмоктуючий отвір; 4 – нагнітальний отвір; 5 – бачок; 

6 – переливна труба для заповнення вакуум-насосу рідиною.

Призначення. Для отримання помірного розрідження ( до 90–95%) і переміщення агресивних, вибухонебезпечних і вологих газів і парів на хімічних підприємствах, а також в якості газодувок і вакуум-насосів.

Принцип дії. Перед пуском компресор заповнюється приблизно на половину водою, яка при обертанні ротору відкидається до периферії і утворює водяне кільце, співвісне з корпусом компресора і ексцентричне по відношенню до ротору. Кількість рідини, що заливається в компресор, повинна бути такою, щоби кінці всіх лопаток були занурені в водяне кільце. Між лопатками ротору і водяним кільцем утворюються комірки, об’єм яких за час першої половини оберту ротору збільшується, а за час другої половини –зменшується. Газ засмоктується в комірки, об’єм яких зростає, через отвір 3 в торцевій кришці компресора. При подальшому обертанні ротору газ стискається внаслідок зменшення об’єму комірок і в кінці оберту виштовхується в нагнітальний отвір 4 в кришці компресора. Пристрій оснащений бачком 5 і переливною трубою 6 для заповнення компресора водою.

В компресорах такого типу рідинне кільце грає по суті роль поршня; за допомогою кільця змінюється об’єм робочих камер. Тому ці компресори називаються також компресорами з рідинним поршнем.

Переваги. Володіють перевагами відцентрових