ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ ЖИДКОСТНО-КОЛЬЦЕВАЯ МАШИНА
TWO-STAGE LIQUID-RING MACHINE

Изобретение относится к насосокомпрессоростроению и позволяет уменьшить габариты, повысить производительность, коэффициент полезного действия и снизить затраты энергии на процесс вакуумирования.
Аналогом является двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина (ЖКМ), содержащая корпус, торцевые крышки с нагнетательными и всасывающими окнами для газовой среды, два рабочих колеса с лопатками, расположенными в корпусе с эксцентриситетом (Е.С.Фролов, И.А.Автономова, В.И.Васильев и др. Механические вакуумные насосы. - М.: «Машиностроение». 1989. 192 с.).
Недостатками приведенной конструкции двухступенчатой ЖКМ являются значительные габариты, относительно невысокая производительность, низкий коэффициент полезного действия и повышенные затраты энергии на процесс вакуумирования.
Прототипом является многоступенчатая ЖКМ, содержащая корпуса первой и второй ступеней, причем второй корпус размещен в корпусе первой ступени, торцовые крышки с нагнетательными и всасывающими окнами для газовой среды, сборное рабочее колесо, расположенное соосно в корпусе первой ступени, состоящее из лопаток, установленных подвижно на неподвижном валу и проходящих через корпус второй ступени, установленный с эксцентриситетом относительно корпуса первой ступени; вращение корпусов осуществляется от приводного вала второй ступени посредством клиноременной и фрикционной передач (пат. РФ №2322615 С1).
Недостатком приведенной конструкции является нестабильная форма жидкостного кольца из-за выделения газа из жидкой фазы и вспенивания жидкости концами лопаток, приводящая к снижению производительности и предельно достигаемого вакуума.
Задача изобретения - создание конструкции двухступенчатой ЖКМ, в которой первая ступень препятствует попаданию водяных паров в рабочую зону насоса.
Указанная задача решена в двухступенчатой жидкостно-кольцевой машине, содержащей корпуса первой и второй ступеней с рабочей зоной, торцовые крышки, сборное рабочее колесо, являющееся общим для двух ступеней, расположенное соосно в корпусе первой ступени и состоящее из лопаток, установленных подвижно на неподвижном валу и проходящих через корпус второй ступени, размещенный с эксцентриситетом относительно корпуса первой ступени, при этом места прохода лопатками корпуса второй ступени снабжены шарнирными уплотнителями, а вращение корпусов осуществлено от приводного вала второй ступени посредством клиноременной и фрикционной передач, в которой согласно изобретению на концах лопаток первой ступени установлена эластичная кольцевая оболочка, разделяющая жидкостное кольцо и рабочую зону насоса.
На фиг.1 изображена двухступенчатая ЖКМ.
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Сущность изобретения
Двухступенчатая ЖКМ (фиг.1, 2), содержащая корпуса 1 - первой и установленный с эксцентриситетом относительно него 2 - второй ступеней, неподвижный вал 3 и рабочее колесо, состоящее из уплотнителей 4 и подвижно установленных на валу лопаток 5, проходящих с помощью шарнирных уплотнений 6 через корпус второй ступени и снабженных эластичной кольцевой оболочкой 7, а также торцовую крышку 8 со всасывающими 9, 10 и нагнетательными 11, 12 окнами, подающим 13 и выхлопным 14 трубопроводами и крышку 15. На приводном валу корпуса второй ступени смонтирована клиноременная передача 16 и фрикционная передача 17. Корпуса первой и второй ступеней установлены в торцовых крышках с помощью подшипников 18, 19 и уплотнений 20, 21, крышки стянуты шпильками 22, пространство между торцовыми крышками закрыто кожухом 23.
Конструкция работает следующим образом.
При вращении приводного вала корпуса 2 второй ступени за счет клиноременной 16 и фрикционной 17 передач приводится во вращение корпус 1, при этом поданная жидкость за счет центробежных сил образует кольцо, уплотняющее межлопаточное пространство первой ступени, организуя перекачку газовой фазы от подающего 13 трубопровода и всасывающего 9 к нагнетательному 11 окнам; лопатки 5, проходящие через шарнирные уплотнители 6 корпуса 2, передают вращение рабочему колесу, смонтированному на неподвижном валу 3, что приводит к перекачке газовой фазы во второй ступени от всасывающего 10 к нагнетательному 12 окнам и выхлопному трубопроводу 14, тем самым организуя двухступенчатый процесс вакуумирования. Для герметизации межлопаточного пространства первой ступени используют жидкостное кольцо и уплотнители 20, а вращение корпуса 1 реализуют, используя подшипники 18, вторая ступень для этих целей имеет шарнирные уплотнители 6, уплотнитель 21 и подшипник 19, что позволяет организовать перекачку газовой фазы во второй ступени без жидкостного кольца. Шпильки 22 служат для стягивания торцевых крышек и герметизации насоса.