Двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина
Владельцы патента RU 2551449:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ (RU)
Изобретение относится к насосо-компрессоростроению. Двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина содержит разделенные корпусы первой и второй ступеней, соединенные патрубком, в которых установлены с эксцентриситетом колеса. Вал первой ступени проходит через полый вал второй ступени и связан с ним передачей. Патрубок снабжен тройником, в котором расположена электромагнитная заслонка, задающая направление движения газовой фазы. Передача дополнительно имеет электромагнитную муфту. Электромагнитные муфта и заслонка управляются пневмоэлектрическим датчиком, размещенным на входе в первую ступень. Передача представляет собой механизм в виде двухдискового лобового вариатора с промежуточным роликом и цепной передачи, позволяющий регулировать частоту вращения второй ступени относительно первой. Регулирование осуществляется за счет перемещения корпуса подшипников промежуточного ролика относительно корпуса передачи, изменяя передаточное отношение вариатора. Изобретение направлено на создание конструкции двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины, организующей двухступенчатый процесс вакуумирования, при котором осуществляется переналадка работы машины, заключающаяся в изменении отношения частот вращения первой и второй ступеней, в зависимости от установочной степени повышения давления, определяющей устойчивую работу на предельном вакууме. 2 ил.
Изобретение относится к насосо-компрессоростроению и позволяет повысить технологичность и коэффициент полезного действия двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины.
Аналогом является двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина, содержащая разделенные промежуточной камерой корпусы первой и второй ступеней, в которых с эксцентриситетом расположены валы с установленными на них рабочими колесами первой и второй ступеней, а также крышки с всасывающими и нагнетательными окнами, причем рабочие колеса первой и второй ступени имеют одинаковые диаметры, вал первой ступени проходит через вал, выполненный полым, второй ступени, хвостовики валов связаны передачей в виде двухступенчатого редуктора, обеспечивающего различные угловые скорости на периферии рабочих колес (RU 2291320 С2).
Недостатком является большая затрачиваемая мощность на начальных режимах вакуумирования.
В качестве прототипа выбрана двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина (RU 2343316 С1), содержащая разделенные корпуса первой и второй ступеней, соединенные патрубком, в которых установлены с эксцентриситетом колеса, причем вал первой ступени проходит через полый вал второй ступени и связан с ним передачей в виде редуктора, патрубок снабжен тройником, в котором расположена электромагнитная заслонка, задающая направление движения газовой фазы, а передача дополнительно имеет электромагнитную муфту, электромагнитные муфта и заслонка управляются пневмоэлектрическим датчиком, размещенным на входе в первую ступень.
Недостатком приведенной конструкции является сложность эксплуатации, вызванная тем, что при переналадке двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины для работы на различных степенях повышения давления необходима ее разборка для замены редуктора, а также невозможность получения заданного давления всасывания при изменении термодинамических параметров (температура откачиваемых газов и паров) технологического процесса, что снижает глубину предельного вакуума и коэффициент полезного действия двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины.
Известно (Е.С. Фролов и др., Механические вакуумные насосы, Москва, Машиностроение, 1989, с. 192), что при проектировании двухступенчатых жидкостно-кольцевых машин окружную скорость на периферии рабочего колеса первой ступени u1 (м/с) следует выбирать минимальной, исходя из условия получения устойчивого жидкостного кольца, а оптимальное отношение скоростей u2/u1=1,15…1,35 (u2 - окружная скорость на периферии рабочего колеса второй ступени, м/с), значение которого зависит от установочной степени повышения давления (Автономова И.В. Определение промежуточного давления в двухступенчатых жидкостно-кольцевых вакуум-насосах // Изв. Вузов. Машиностроение. 1983. №3. с. 87-90). Известно, что установочная степень повышения давления , где рн2 - давление нагнетания второй ступени; p1 - давление всасывания первой ступени (Е.С. Фролов, И.В. Автономова, Васильев В.И. и др. «Механические вакуумные насосы». - М.: Машиностроение, с. 193). С учетом термодинамических параметров технологического процесса 
, где n - показатель политропы, n=1,03-1,1.
Техническая задача - создание конструкции двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины, организующей двухступенчатый процесс вакуумирования, при котором осуществляется переналадка работы машины, заключающаяся в изменении отношения частот вращения первой и второй ступеней, в зависимости от установочной степени повышения давления, определяющей устойчивую работу на предельном вакууме.
Решение технической задачи заключается в том, что в двухступенчатой жидкостно-кольцевой машине, содержащей разделенные корпусы первой и второй ступеней, соединенные патрубком, в которых установлены с эксцентриситетом колеса, причем вал первой ступени проходит через полый вал второй ступени и связан с ним передачей, а патрубок снабжен тройником, в котором расположена электромагнитная заслонка, задающая направление движения газовой фазы, а передача дополнительно имеет электромагнитную муфту, электромагнитные муфта и заслонка управляются пневмоэлектрическим датчиком, размещенным на входе в первую ступень, согласно изобретению передача представляет собой механизм в виде двухдискового лобового вариатора с промежуточным роликом и цепной передачи, позволяющий регулировать частоту вращения второй ступени относительно первой, причем регулирование осуществляется за счет перемещения корпуса подшипников промежуточного ролика относительно корпуса передачи, изменяя передаточное отношение вариатора.
На фигуре 1 изображена двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина.
На фигуре 2 изображен вид А на фиг.1.
Двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина, изображенная на фиг. 1, содержит разделенные корпусы первой 1 и второй 2 ступеней, соединенные патрубком 3, в которых установлены с эксцентриситетом колеса 4 и 5. Вал 6 первой ступени проходит через полый вал 7 второй ступени и связан с ним передачей в виде двухдискового лобового вариатора, состоящего из дисков 8, 9 и промежуточного ролика 10. Для смены направления вращения полого вала предназначена цепная передача 11. Патрубок снабжен тройником 12, в котором расположена электромагнитная заслонка 13. Передача дополнительно имеет электромагнитную муфту 14 и размещенный на входе в первую ступень пневмоэлектрический датчик 15. Механизм регулирования 16, предназначенный для изменения передаточного отношения двухдискового лобового вариатора состоит из корпуса подшипников промежуточного ролика 17 (фиг. 2) и размещенном на нем пазов 18 и винтов 19. Лобовой вариатор, цепная передача, электромагнитная муфта и механизм регулирования расположены в корпусе передачи 20.
Конструкция работает следующим образом: в начальный момент вакуумирования работает первая ступень двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины, при этом электромагнитная муфта 14 разомкнута и заслонка 13 находится в положении, обеспечивающем выход газовой фазы в атмосферу, что позволяет снизить энергозатраты, расходуемые на работу второй ступени, и преодолеть силы сопротивления движению газовой фазы через весь патрубок 3. По достижении заданного значения вакуума с точки зрения энергозатрат при работе первой ступени сигнал пневмоэлектрического датчика 15 посредством электромагнитной муфты 14, дисков 8, 9, промежуточного ролика 10, цепной передачи 11 и заслонки 13 включает в работу вторую ступень, что приводит к достижению предельного вакуума для двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины. При использовании данной конструкции двухступенчатого жидкостно-кольцевого насоса для различных давлений всасывания и технологических процессов с изменяемыми термодинамическими параметрами (температура откачиваемых газов и паров), требующих повышения предельного вакуума, необходимо увеличить частоту вращения второй ступени относительно первой ступени. С помощью механизма регулирования 16 посредством перемещения корпуса подшипников промежуточно ролика 17 и пазов 18 относительно корпуса 20 и винтов 19 изменяется передаточное отношение двухдискового лобового вариатора в пределах 1,15-1,35.
Двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина, содержащая разделенные корпусы первой и второй ступеней, соединенные патрубком, в которых установлены с эксцентриситетом колеса, причем вал первой ступени проходит через полый вал второй ступени и связан с ним передачей, а патрубок снабжен тройником, в котором расположена электромагнитная заслонка, задающая направление движения газовой фазы, а передача дополнительно имеет электромагнитную муфту, электромагнитные муфта и заслонка управляются пневмоэлектрическим датчиком, размещенным на входе в первую ступень, отличающаяся тем, что передача представляет собой механизм в виде двухдискового лобового вариатора с промежуточным роликом и цепной передачи, позволяющий регулировать частоту вращения второй ступени относительно первой, причем регулирование осуществляется за счет перемещения корпуса подшипников промежуточного ролика относительно корпуса передачи, изменяя передаточное отношение вариатора.
