Водокольцевые насосы

Водокольцевые насосы  используются в качестве электроприводных вакуум-насосов испарительных установок, для перекачивания топлива, в системах вакуумного перекачивания и зачистки воды нефтеналивных судов, а также как вакуумная ступень в центробежных насосах с самовсасыванием.

Рис. 2.12. Схема водокольцевого насоса

На рис. 2.12 представлена схема водокольцевого насоса.

При вращении ротора б рабочая жидкость отбрасывается лопатками 5 к периферии цилиндров 1, образуя водяное кольцо 4. Лопатки загнуты вперед для увеличения создаваемого напора. Рабочей полостью служит серповидное в поперечном сечении свободное пространство, образующееся вследствие эксцентриситета между ротором и цилиндром. Всасывающие 2 и нагнетательные 3 отверстия расположены в торцевых крышках.

Каждые две лопатки и боковые стенки корпуса образуют камеру, которая попеременно сообщается с расположенными в торцах всасывающим и нагнетательным отверстиями. Поскольку колесо в корпусе расположено эксцентрично, то водяное кольцо в каждой камере при вращении колеса совершает возвратно-поступательное движение. Когда внутренняя поверхность жидкостного кольца находится дальше от ступицы, то воздух в камеру засасывается через всасывающее отверстие, и наоборот, когда она оказывается ближе к ступице, воздух вытесняется через нагнетательное отверстие.

Таким образом, камеру, образованную двумя смежными лопатками, можно рассматривать как цилиндр с вращающимся клапаном у стенки, а жидкость между лопатками — как поршень, образуемый центробежной силой и совершающий возвратно-поступательное движение.

Достоинства водокольцевых насосов:
простота конструкции — насос содержит только одну движущуюся деталь;
отсутствие непосредственного контакта трущихся поверхностей и необходимости подвода смазки к ним, в результате обеспечивается надежность, сохраняются первоначальные характеристики в течение длительного периода эксплуатации и не требуется повседневное внимание обслуживающего персонала;
отсутствие вибраций, небольшие размеры и масса делают ненужным мощный фундамент;
способность перекачивать воздух или газ, содержащие какое-то количество жидкости, без опасения повреждения и выхода из строя вакуум-насоса;
увеличение подачи при перекачивании горячих газов или насыщенного пара, так как уплотнительная охлаждающая вода при сжатии производит конденсацию перекачиваемой среды.

Существует большое число конструктивных модификаций водокольцевых насосов, применяемых на судах. Их различают между собой по следующим основным признакам:
по расположению вала — вертикальные и горизонтальные; по способу привода — с автономным приводом (обычно электродвигатель) и прямым приводом от основного вала обслуживаемого им насосного агрегата непосредственно или через передачу; по способу соединения валов насоса и двигателя; по типу зазора между уплотнительными поверхностями колеса и корпуса, в которых расположены всасывающее и напорное отверстия — с осевым и радиальным зазорами;
по способу подвода потока воздуха к колесу и отвода от него — с одно- и двусторонним всасыванием и нагнетанием;
по конструктивному исполнению колеса в насосах с осевым зазором — колеса с боковыми дисками и без них; по числу ступеней — одно- и двухступенчатые. Подача водокольцевых насосов достигает 150—170 м³/мин, обеспечиваемый вакуум — 95—97 %.