Техническое обслуживание роторных насосов

Роторные (ротационные) насосы: разновидности, конструкция, принцип работы

Насос роторный – это устройство, которое используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить перекачивание различных жидких сред в больших объемах. Различные типы роторных насосов, предлагаемых на современном рынке, отличаются между собой как конструктивным исполнением и техническими характеристиками, так и принципом действия. Разнообразием видов такого насосного оборудования определяется его эффективное использование в различных сферах.

Роторные насосы высокого давления используются в системах охлаждения, обратного осмоса и циркуляции воды или других жидкостей

Принцип работы и виды

Принцип, по которому работают роторные насосы, заключается в следующем. Перекачиваемая жидкость сначала поступает во внутреннюю камеру устройства, из которой она выталкивается вращательными и поступательными движениями, совершаемыми рабочим органом – ротором. Части ротора наряду с внутренними стенками рабочей камеры формируют замкнутое пространство, в которое и попадает жидкость. При уменьшении объема такого пространства, что происходит при движении ротора, жидкость по законам физики выталкивается.

Принцип действия роторного насоса

В зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа роторные (или ротационные) насосы могут относиться к разным категориям. Кроме того, на различные виды роторные насосы делятся и по типу движения, совершаемого их рабочим органом. По этому признаку выделяют устройства роторно-вращательные и роторно-поступательные. Рабочий орган роторных насосов первого типа, как понятно из их названия, совершает только вращательные движения, а в установках второго типа это движение комбинированное – как вращательное, так и поступательное.

Роторно-вращательные насосы в зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа и принципа действия подразделяются на шестеренчатые (зубчатые) и винтовые. В первых рабочая камера формируется внутренними стенками корпуса и зубчатыми колесами, которые делают как с внутренним, так с внешним зацеплением. Изменение рабочей камеры при этом происходит за счет вращения шестерен. Элементами, из которых формируется рабочая камера роторных насосов винтового типа, являются внутренние стенки корпуса и один или несколько винтов. Вращающийся вокруг своей оси винт формирует внутри насоса временные рабочие камеры, которые вместе с транспортируемой жидкостью двигаются вдоль оси винта к нагнетательному патрубку.

Схема роторного пластинчатого насоса

Роторные насосы поступательного типа делятся на шиберные, или пластинчатые, и плунжерные. В устройствах шиберного типа рабочим органом является вращающийся ротор, в продольные прорези на корпусе которого вставляются специальные пластины, называемые шиберами. Ось ротора в таких насосах не тождественна оси цилиндрического корпуса, в котором он совершает вращательное движение. Рабочая камера пластинчатых насосов формируется двумя расположенными рядом шиберами, самим ротором и внутренними стенками корпуса. Чтобы обеспечить герметичность рабочей камеры, создаваемой таким образом, пластины должны плотно прижиматься к стенкам корпуса. Решается такая задача либо за счет центробежной силы, прижимающей рабочую часть пластин к стенкам корпуса, либо за счет специальных приспособлений пружинного типа. Роторные насосы шиберного типа могут отличаться друг от друга конструкцией ротора и оснащаться различным количеством пластин, в зависимости от чего они подразделяются на устройства одно-, двукратного и т.д. действия.

Роторные плунжерные насосы по принципу работы и конструктивному исполнению делят на аксиально- и радиально-поршневые. Их рабочими органами являются плунжеры (поршни), которые совершают одномоментное вращательное и поступательное движение внутри корпуса устройства. Отличие таких роторных машин от обычных поршневых заключается в том, что они могут работать и как насосы, и как гидравлические моторы, то есть обладают обратимостью.

Схема роторного плунжерного насоса

Преимущества и недостатки

Можно выделить несколько наиболее значимых преимуществ использования роторных насосов:

1. более равномерная, если сравнивать роторные насосы с устройствами возвратно-поступательного типа, подача жидкости в трубопроводную систему (между тем из-за особенностей конструкции роторного оборудования обеспечить полностью равномерную подачу не удастся);
2. обратимость, то есть возможность использования таких устройств как в качестве насоса, так и в роли гидромотора;
3. отсутствие клапанов, что способствует снижению потерь мощности и, соответственно, повышению КПД;
4. высокая производительность благодаря работе на значительно более высоких оборотах, по сравнению с устройствами поршневого типа.

Эффективность процесса перекачивания кулачковым ротационным насосом обеспечивается выверенными допусками между корпусом и ротарами

Если говорить о недостатках, которыми обладает роторный насос, то к наиболее значимым из них можно отнести следующие.

• К среде, перекачиваемой такими насосами, предъявляются высокие требования, так как она не должна препятствовать плотному прилеганию подвижных рабочих элементов к внутренним стенкам корпуса. В частности, перекачиваемая роторными насосами жидкость должна обладать минимальной химической агрессивностью и не содержать абразивных включений.
• Роторный насос имеет более сложную конструкцию, если сравнивать его с устройствами возвратно-поступательного типа, что сказывается как на его надежности, так и на стоимости производства и технического обслуживания.

Сферы применения

Благодаря широкой универсальности насосы роторного типа успешно используют для перекачки жидкостей следующих типов:

• продуктов переработки нефти:
• химических веществ, в том числе и кислот;
• лакокрасочных материалов;
• технических жидкостей различной степени загрязнения;
• пищевых жидкостей, в том числе и масел и др.

Ротационные насосы с полым вращающимся диском

Рабочим элементом роторных насосов данного типа является полый диск, который в ходе своего вращения в корпусе устройства совершает колебания, что приводит к перемещению жидкости от впускного патрубка к выпускному.

Принцип работы роторного насоса с полым диском

Роторные установки, оснащенные полым вращающимся диском, относятся к самовсасывающим реверсивным устройствам, которые можно использовать даже для перекачки жидкостей, содержащих в своем составе твердые примеси. Благодаря невысокой скорости вращения рабочего органа ротационный насос рассматриваемого типа отличается надежностью и долгим эксплуатационным сроком. Для оснащения таких роторных насосов применяют один или два полых диска, вращение которых синхронизируется при помощи специальных механизмов.

Самовсасывающая роторная насосная установка с полым вращательным диском

Среди преимуществ использования роторных насосов с полым диском можно выделить следующие:

1. возможность запуска без наполнения (жидкость внутри корпуса таких устройств должна присутствовать только перед их первым запуском);
2. возможность использования для перекачки слишком вязких жидкостей, а также сред, чувствительных к сдвиговым усилиям, благодаря невысокой скорости вращения рабочего органа устройства (кроме того, невысокая рабочая скорость делает такие насосы более долговечными);
3. возможность перекачки жидкости в обратную сторону с сохранением всех параметров создаваемого потока;
4. адаптивность рабочих дисков, что позволяет им самовосстанавливаться при износе и термическом расширении (благодаря данному качеству можно успешно применять такие насосы для перекачки жидкостей, содержащих в своем составе твердые частицы);
5. поднятие перекачиваемой жидкости на большую высоту (до восьми метров);
6. невысокий уровень шума и вибраций при работе;
7. высокий коэффициент полезного действия;
8. сохранение производительности на постоянном уровне вне зависимости от степени вязкости перекачиваемой жидкости;
9. обширный диапазон вязкости транспортируемых жидкостей – от средней до очень высокой;
10. простота конструкции и, соответственно, технического обслуживания;
11. компактность и небольшой вес;
12. возможность перекачивать жидкости, содержащие газ или воздух в небольших количествах;
13. возможность некоторое время работать на холостом ходу (всухую) без ущерба для технического состояния оборудования;
14. создание давления потока жидкости в интервале 8–20 бар (в зависимости от модификации устройства);
15. возможность перекачивать жидкости, температура которых доходит до 280 градусов Цельсия.

Источник статьи: http://met-all.org/nasosy/rotatsionnyj-rotornyj-nasos-printsip-raboty.html

Обслуживание пластинчато роторных вакуумных насосов

Все вакуумные пластинчато роторные насосы требуют своевременного обслуживания и ухода. Во время вакуумных технологических процессов в вакуумной камере могут находиться вещества, вредные для работы насосов.

Удаление паров воды

Водяной пар появляется во влажных вакуумных процессах. Он может привести к нанесению воды во входном трубопроводе. Если конденсат достигает входного порта насоса, то происходит загрязнение масла насоса. В этом случае характеристики насосов с масляным уплотнением ухудшатся. Более того, пары воды, прошедшие через выходной клапан насоса могут конденсироваться в выходном трубопроводе. Конденсат может (если выхлопной трубопровод сконструирован некорректно) подниматься обратно внутрь насоса через выхлопной клапан насоса. Поэтому при наличии паров воды или других паров рекомендуется использовать конденсирующие ловушки. Если к выходу насоса не подключен насос газобалласта (т.е. маленький пластинчатороторный насос), то рекомендуется устанавливать выхлопные фильтры. Они улавливают пары масла (масляный туман), выходящий из насоса.

Некоторые насосы оборудованы фильтрами со сменными картриджами, которые не только удерживают масляный туман, но и очищают масло, циркулирующее в насосе. Когда количество присутствующих паров воды превышает допустимость паров воды для насоса, следует всегда устанавливать конденсатор между насосом и вакуумной камерой (см. раздел 2.1.5).

Удаление пыли

Твердые частицы, такие как пыль и грязь, значительно повышают износ поршней и внутренних поверхностей насосов. Если есть опасность попадания твердых частиц в насос, то на входной порт насоса следует устанавливать сепараторы или пылевые фильтры. Сегодня выпускаются не только стандартные фильтры, имеющие большой корпус, но и сетчатые фильтры, устанавливаемые в центрирующее кольцо маленького фланца. При необходимости рекомендуется расширять поперечное сечение с помощью KF адаптера.

Удаление паров масла

На предельное давление сильно влияет наличие паров воды и углеводородов из масла насоса. Даже в двухступенчатых пластинчато-роторных насосах нельзя избежать небольшого обратного потока молекул масла в вакуумную камеру. Для получения безмасляного или сверхвысокого вакуума, например, с помощью магниторазрядных или турбомолекулярных насосов с форвакуумной стороны этих насосов так же необходимо обеспечить отсутствие паров масла. Чтобы получить безмасляный вакуум используют адсорбционную ловушку для среднего вакуума, заполненную подходящим адсорбентом (т.е. с LINDE молекулярным ситом 13Х), установленную на входном порту масляного форвакуумного насоса. Принцип работы сорбционной ловушки аналогичен адсорбционному насосу. Если форвакуумные адсорбционные ловушки установлены на входе пластинчато-роторного насоса с масляным уплотнением, работающим непрерывно, рекомендуется параллельно устанавливать две адсорбционные ловушки, разделив их клапаном. Эксперименты показывают, что цеолиты, используемые в качестве адсорбентов, теряют большую часть емкости адсорбции через 10-14 дней работы, после которых можно использовать другую, восстановленную ловушку, и процесс может не прерываться. При нагреве адсорбционной ловушки, неподключенной к трубопроводу откачки, пары покинут поверхность цеолита, и их можно будет откачать с помощью дополнительного насоса. При работе, предотвращается понижение адсорбционной ловушки.

Снижение эффективной быстроты откачки

Все фильтры, конденсаторы, сепараторы, клапаны во входном трубопроводе снижают эффективную быстроту действия насоса. На основе про водимости (или сопротивления) клапанов, сообщаемой производителями, можно рассчитать действующую быстроту действия насоса.

Источник статьи: http://directprom.ru/obsluzhivanie-plastinchato-rotornyh-nasosov/

ОБСЛУЖИВАНИЕ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ

Подготовка насоса к пуску. При подготовке к пуску заливают насос, открывают приемный и напорный клапаны, пускают электро­двигатель. Подготовка к работе водокольцевого насоса заключа­ется в следующем:

1. заполняют его водой (насос без воды пускать запрещается),
2. открывают клапаны на приемном и напорном патрубках,
3. в сальники с водяным охлаждением подают воду, открывая соответст­вующие клапана,
4. пускают электродвигатель.

Работа насоса. Во время работы необходимо следить за показания­ми приборов, состоянием сальника и соединительной муфты. Если ро­торный насос не засасывает жидкость, причинами этого могут быть:

• засорена сетка приемного фильтра,

Может случиться, что насос не обеспечивает необходимого напора и подачи по следующим причинам:

• подсос воздуха в приемном трубо­проводе или через сальник (это видно по значительным колебаниям стрелки манометра или мановакуумметра);

• загрязненная приемная сетка;

• нарушена регулировка перепускного клапана (при ослаблен­ной его пружине жидкость перепускается из нагнетательной во вса­сывающую полость даже при нормальном давлении нагнетания);

• боль­шие зазоры в радиальном и торцовом направлениях и в зацеплении.

Если роторный насос имеет повышенную температуру или потреб­ляет завышенную мощность, следует проверить соответствие давления нагнетания значению, допускаемому заводской инструкцией, зазоры и наличие механических повреждений.

При снижении давления в вакуумном насосе необходимо прове­рить поступление воды к насосу, плотность вакуумного трубопровода и насоса. Увеличение потребляемой насосом мощности может про­изойти из-за высокой вязкости перекачиваемой жидкости, поэтому необходимо уменьшить вязкость, подогревая жидкость. Течь в саль­нике насоса появляется при износе манжеты или набивки в уплотне­нии, износа и задира трущихся, поверхностей.

Остановка насоса. Для остановки насоса необходимо остановить приводной двигатель, закрыть напорный и приемный клапаны, уда­лить воду из насоса через спускную пробку.

ЛОПАСТНЫЕ НАСОСЫ.

Принцип работы лопастных насосов основан на движении жидкости за счёт вращения лопастей рабочих колёс. В зависимости от характера движения жидкости насосы делятся на три группы:

1. центро­бежные — жидкость перемещается а радиальном направлении от центра к периферии;
2. осевые — жидкость перемещается вдоль оси на­соса;
3. вихревые — жидкость движется вихреобразно по периферий­ному кольцу.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ.

Все центробежные насосы классифицируются по следую­щим признакам:

Коэффициентом быстроходности п_s, называется частота вращения колеса модельного насоса, геометрически подобного оригиналу, соз­дающего напор в 1 м при подаче 75 л/с и потребляющего при этом мощ­ность в 0,736 кВт при наивысшем кпд.

Рис.27. Схемы соединения колес центробежного насоса; а, д – последовательное; б — параллельное; в — смешанное; г — двустороннее всасывание

По конструкции рабочие колёса (крылатки) бывают:

a) закрытые — состоят из лопаток, основного и покрывающего диска;

b) полуоткрытые — нет покрывающего диска;

c) радиальные — лопатки постоянного радиуса, одинаковой длины;

d) пространственные — лопатки сложного профиля, меняющиеся по ширине.

Кроме того, рабочие колёса различаются на три характерных типа:

1) с лопатками, загнутыми вперёд β > 90°, однако при этом сильно возрастают гидравлические потери, в связи с чем, такие лопатки применяются главным образом в рабочих колёсах вентиляторов, где подобные потери менее ощутимы из-за малой плотности перекачиваемой среды.

2) с лопатками радиально-расположенными β = 90°;

Источник статьи: http://megaobuchalka.ru/3/38372.html