Жидкостно-кольцевая машина

Полезная модель относится к области вакуумного и компрессорного машиностроения и может быть использована в конструкциях жидкостно-кольцевых машин.
Известна жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус, в котором эксцентрично установлен вал с рабочим колесом, торцовую крышку с всасывающим окном для подвода газовой среды, и торцовую крышку с нагнетательным окном для отвода газовой среды, на которой установлен сепаратор для разделения газа и жидкости, а также выполнены каналы для отвода жидкости в сепаратор и подвода возвратной жидкости из сепаратора в рабочую зону колеса (US 4710105 A, F04C 19/00, 01.12.1987). Данная машина принята за прототип.
Недостатком указанного прототипа является недостаточная эффективность работы сепаратора по разделению газа и жидкости, что приводит к кавитации в рабочей зоне колеса, влекущей быстрый износ элементов машины и дополнительные энергозатраты.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции жидкостно-кольцевой машины, позволяющей существенно улучшить разделение газа и жидкости на стороне нагнетания машины, тем самым улучшить очистку нагнетаемого газа от жидкости и соответственно возвратной в рабочую зону колеса жидкости от газа, а также обеспечить автоматическое поддержание заданного оптимального уровня жидкостного кольца.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемой полезной модели, является повышение энергоэффективности работы машины за счет снижения износа элементов машины, уменьшения расхода энергии и жидкости.
Для решения указанной задачи в жидкостно-кольцевой машине, содержащей корпус, в котором эксцентрично установлен вал с рабочим колесом, торцовую крышку с всасывающим окном для подвода газовой среды и торцовую крышку с нагнетательным окном для отвода газовой среды, на которой установлен сепаратор для разделения газа и жидкости, а также выполнены выходные каналы из зоны сжатия рабочего колеса в сепаратор и подвода возвратной жидкости из сепаратора в рабочую зону упомянутого колеса, сепаратор выполнен в форме сегмента пустотелого тора, а упомянутые выходные каналы расположены по касательной к поверхности полости сепаратора и размещены на упомянутой торцовой крышки по окружности с радиусом, определяемым заданной границей жидкостного кольца, и с центром, расположенным на оси вращения рабочего колеса.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан продольный разрез жидкостно-кольцевой машины.
На фиг. 2 показано сечение А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 показано сечение Б-Б на фиг. 2.
Жидкостно-кольцевая машина содержит корпус 11, закрытый торцовыми крышками 10, в одной из которых выполнено всасывающее окно 12, а в другой -нагнетательное окно 13, соответственно для подвода и отвода газовой среды. В корпусе 11 эксцентрично установлен вал 8 с рабочим колесом 7. Машина содержит также сепаратор 2 для разделения газа и жидкости, связанный посредством выходных каналов 1 с зоной сжатия рабочего колеса 7. Газовая зона сепаратора 2 связана с отводом (выхлопным патрубком) 5 осушенного газа и своей верхней частью - с нагнетательным окном 13, а накопитель 3 жидкой фазы сепаратора 2 соединен с каналом 4 отвода возвратной жидкости, которая перераспределяется для повторного использования, например часть ее возвращается в рабочую зону, а часть может быть направлена во внешние устройства для охлаждения и накопления. Для этого в канале 4 может устанавливаться устройство 9 для перераспределения возвратной жидкости.
Сепаратор 2 выполнен в форме сегмента пустотелого тора, при этом выходные каналы 1 из зоны сжатия рабочего колеса 7 расположены по касательной к поверхности полости сепаратора, образованной торцовой крышкой 10 и крышкой 14 сепаратора (фиг. 3). Кроме того, выходные каналы 1 размещены на торцовой крышке 10 по окружности с радиусом, определяемым заданной границей 6 жидкостного кольца, и с центром, расположенным на оси вращения рабочего колеса 7 (фиг. 2).
При вращении рабочего колеса 7 в процессе работы машины в сепараторе 2 осуществляется разделение газа и жидкости. Сжатый газ и суспензия из рабочей зоны колеса 7 под напором через каналы 1 поступают в сепаратор по касательной к тороидальной поверхности его полости, при этом суспензия закручивается по направлению 15 и за счет центробежной силы происходит ее качественное разделение на жидкость и газ. Газ уходит в выхлопной патрубок 5, а жидкость забирается через канал 4 отвода возвратной жидкости из накопителя 3 жидкой фазы сепаратора для указанного выше повторного использования.
Кроме того, при изменении (в сторону увеличения) заданной границы 6 жидкостного кольца излишки жидкости через каналы 1 выбрасываются под давлением в сепаратор 2, где разделяются на газ и жидкость, чем достигается автоматическое поддержание границы 6 на заданном оптимальном уровне.
Использование полезной модели позволяет существенно улучшить разделение газа и жидкости на стороне нагнетания жидкостно-кольцевой машины, а также обеспечить автоматическое поддержание заданного оптимального уровня жидкостного кольца, что приводит к снижению износа элементов машины, уменьшению расхода энергии и жидкости, т.е. к повышению энергоэффективности работы.