Вспомогательные (бустерные) насосы
Вспомогательные (бустерные) насосы
Поскольку между диапазоном рабочих давлений паро-масляных насосов (поряда 10-4-т-5 • 10-6 мм рт. ст.) и вращательных масляных насосов (быстрота откачки которых при давлениях ниже 10-2 н-10-3 мм рт. ст. резко падает) существует значительный разрыв, то имеется большая потребность приблизить рабочую область паромасляных насосов к рабочей области вращательных насосов за счет использования специальных конструкций вспомогательных насосов.
В насосах этого типа несколько видоизменены сопла и повышено по сравнению с обычными насосами давление пара в кипятильнике.
Вспомогательный (бустерный) насос БН-3, изображенный на рис. 58 и 59, представляет собой специальный тип паромасляного высоковакуумного насоса с быстротой действия до 500 л!сек, предельное давление которого из-за повышенного нагрева и использования в качестве рабочей жидкости легкокипящего сорта масла сдвинуто приблизительно на порядок величины давления дальше в сторону высоких давлений, чем у паромасляных высоковакуумных насосов обычного типа.
Вспомогательный насос БН-3 предназначается для откачки воздуха и неагрессивных газов до давления порядка 1 • 10~3—5 • 10~4 мм рт. ст. Он может быть использован непосредственно для откачки систем с большим газоотделе-нием или совместно с высоковакуумным насосом большой производительности, будучи включен между ним и насосом предварительного разрежения. Насос БН-3 применяется в печах вакуумного отжига, в сушильных, дистилляционных установках и т. д.
Особенно широкое применение вспомогательные насосы находят в печах вакуумной плавки. Вакуумная плавка является одним из наиболее эффективных методов получения чистого, плотного металла, почти не содержащего окислов, адсорбированных и растворенных газов. Вакуумная плавка металлов характеризуется весьма малым выгоранием легко-окисляющихся примесей и возможностью получения металла заданного состава; одновременно она сопровождается ин-тенсйвным газовыделеййем, в силу чего требует использования высокопроизводительных вакуумных насосов, имеющих максимальную быстроту действия в диапазоне давлений 10-2—К?3 мм рт. ст. В больших промышленных ваккум-
ных печах требуются бустерные насосы с быстротой действия до 10 000—15 000 л/сек. Однако серийное изготовление таких насосов еще не освоено и в настоящее время наиболее распространенным насосом этого типа является насос БН-3.
Вспомогательный насос БН-3 является металлическим паромасляным насосом. Он состоит из трех основных частей: корпуса, паропровода и электронагревателя.
Корпус вспомогательного насоса, изображенного в разрезе на рис. 58, представляет собой стальной цилиндр 1, нижняя часть которого имеет расширение 2, переходящее в цилиндр большого диаметра, являющийся кипятильником для масла. В нижней части цилиндра 3 приварено днище 6 с ребрами, обращенными во внутреннюю полость насоса. В верхней части цилиндра приварен фланец 5, в котором имеются отверстия для крепежных болтов и паз для уплотнительной резиновой прокладки.
В нижней части цилиндра 1 приварен патрубок 4, имеющий расширение для улавливания масла 10 и фланец 9 для присоединения к насосу предварительного разрежения. Трубка 7 служит для стока сконденсировавшегося масла в кипятильник.
Внутри цилиндра 1 приварен бортик 8, служащий для поддержки и крепления паропровода. Одновременно он служит для создания масляного затвора между рабочей частью насоса и кипятильником.
Медная трубка — змеевик 15 припаяна к корпусу оловянным припоем. Змеевик служит для охлаждения стенок корпуса насоса, на которых происходит конденсация масляного пара. Ввод воды в змеевик производится через ниппель на выпускном патрубке. Выход воды происходит через ниппель у верхнего фланца 5. На коническую часть корпуса и кипятильник надет теплоизолирующий кожух 18.
Двухступенный алюминиевый паропровод состоит из трубы 13, раструба 14, подсопельников 17 и 12 и зонтов 11 и 16.
Паропровод с помощью стержня, имеющего на конце крестовину 19, крепится к корпусу насоса.
По трубе 13 пары масла из кипятильника поступают к верхнему соплу, состоящему из зонта 11 и подсопельни-ка 12.
Между раструбом 14 и трубой 13 пары подаются к нижнему соплу, состоящему из зонта 16 и подсопельника 17.
В качестве рабочей жидкости в этом насосе используется легкокипящее нефтяное масло сорта Г, представляющее собой бесцветную жидкость, не содержащую воду и водорастворимые кислоты и щелочи, а также очищенную от механических примесей и золы.
Ширина наименьшего сечения верхнего сопла у насоса БН-3 2 мм, нижнего сопла — 3 мм.
В отличие от обычных паромасляных высоковакуумных насосов этот насос имеет следующие особенности:
1) сравнительно малое сечение впускного патрубка (например, по отношению к насосу Н-5С);
-
2) сопла, рассчитанные на возможно больший перепад давления при данной скорости струи;
-
3) сравнительно высокое давление пара и большой расход его.
Быстрота действия вспомогательного насоса изменяется с давлением совсем не так, как у обычных высоковакуумных насосов.
Как видно из рис. 60 при малых давлениях быстрота действия обычно мала, а с увеличением давления возрастает до некоторого максимума. Затем при дальнейшем увеличении давления быстрота действия падает, пока не сравняется с быстротой действия вращательного насоса.
Зависимость максимального выпускного давления насоса БН-3 от мощности подогрева представлена на рис. 61.
Особенно высокие величины выпускного давления получаются у парортутных бустерных насосов ДРН-10 и ДРН-50 (у насоса РДН-50 она достигает 20 мм рт. ст.). Используются эти насосы так же, как и бустерный насос БН-3, но для установок меньших объемов. Зависимость быстроты действия насосов ДРН-10 и ДРН-50 от давления представлена на рис. 62. Насос ДРН-10 может быть использован и как обыкновенный высоковакуумный насос. Использование насоса
ДРН-50 в качестве высоковакуумного насоса нерационально, так как он имеет слишком небольшую быстроту откачки при низких давлениях (порядка 8 л1сек), в то же время его габариты и потребляемая им мощность соответствуют высоковакуумному насосу с быстротой откачки в несколько сотен литров в секунду.
Характеристики насосав бустерного типа даны в приложении 6.